提升 ADAS 應用功能與安全的多樣解決方案
發布時間:2024-08-30 責任編輯:lina
【導讀】隨著自動駕駛技術的不斷進步,高級駕駛輔助係統 (ADAS) 的作用和重要性正在不斷擴大。ADAS不僅增強了駕駛體驗,而且在減少交通事故、提高駕駛安全性方麵發揮著關鍵作用。為了進一步提升ADAS的功能和安全性,該領域正在引入一係列先進技術和解決方案。這些創新解決方案涵蓋傳感器技術、數據處理和分析、人工智能 (AI) 以及網絡連接等各個領域,目標是實現更準確的環境感知、簡化數據處理,為駕駛員提供值得信賴的決策支持。本文將深入研究這些多樣化的ADAS解決方案,同時探討Murata (村田製作所) 提供支持這些技術進步的相關解決方案。
隨著自動駕駛技術的不斷進步,高級駕駛輔助係統 (ADAS) 的作用和重要性正在不斷擴大。ADAS不僅增強了駕駛體驗,而且在減少交通事故、提高駕駛安全性方麵發揮著關鍵作用。為了進一步提升ADAS的功能和安全性,該領域正在引入一係列先進技術和解決方案。這些創新解決方案涵蓋傳感器技術、數據處理和分析、人工智能 (AI) 以及網絡連接等各個領域,目標是實現更準確的環境感知、簡化數據處理,為駕駛員提供值得信賴的決策支持。本文將深入研究這些多樣化的ADAS解決方案,同時探討Murata (村田製作所) 提供支持這些技術進步的相關解決方案。
高度自動化的ADAS應用與架構
ADAS通過多種傳感器和高新數據處理技術,提供實時的環境感知、駕駛員輔助和自動化駕駛功能。ADAS的主要應用包括自動緊急製動(AEB)、車道偏離警示(LDW)和車道保持輔助(LKA)、自適應巡航控製(ACC)、盲點監測(BSM)、交通標誌識別(TSR)、停車輔助(PA)等,涵蓋相當多樣的汽車自動化功能。
ADAS在架構上包括傳感器層、數據處理層和決策執行層三個主要部分。傳感器層則包括攝像頭、雷達、激光雷達(LiDAR)、超聲波傳感器,數據處理層則涵蓋電子控製單元(ECU)與高性能處理器,在決策執行層則有軟件算法、執行機構。
ADAS的應用和架構旨在通過高新技術手段,實現效果更優的駕駛輔助功能,為駕駛員提供安全、便捷的駕駛體驗,並為未來的全自動駕駛奠定基礎。

ADAS推動半導體產業迅速發展
ADAS應用涵蓋了多種電子零部件和半導體元器件,以支持其傳感、數據處理和決策執行的功能。ADAS中常見的半導體元器件和電子零部件產品包括圖像傳感器、雷達、激光雷達(LiDAR)、超聲波傳感器等傳感器器件,以及微控製器(MCU)和微處理器(MPU)、圖形處理器(GPU)、專用集成電路(ASIC)和現場可編程門陣列(FPGA)等數據處理器件,還有車載網絡芯片、無線通信模塊等通信器件。此外還有電源管理IC(PMIC)、穩壓器等功率管理器件,以及DRAM、閃存等存儲器件。這些半導體技術的發展和創新,將進一步推動ADAS功能的完善和普及。
安全是高級駕駛輔助係統(ADAS)的應用中的一個重要考慮因素,維持係統的可靠性和安全性,需要集成專門的電子器件和技術,像是電容器、EMI保護、功能器件等,這些產品則是Murata的強項,以下將介紹Murata所能提供的相關解決方案。

滿足ADAS電子控製單元的多種需求
Murata以其專為高級駕駛輔助係統(ADAS)應用量身定製的全麵電子器件產品組合而聞名Murata特別專注於ADAS電子控製單元(ECU),提供多種器件選擇,包括電容器、EMI保護解決方案和傳感器。
Murata的NFM係列陶瓷電容器是3端子低ESL(等效串聯電感)片狀多層陶瓷電容器(EMI filter),適用於汽車動力總成和安全設備,這些低ESL電容器非常適合電力係統和安全控製設備中的電源去耦。
Murata的NFM係列陶瓷電容器具有低ESL,並針對高頻特性進行了優化,這些電容器非常適合用於高速電子設備中的電源去耦,使用低ESL電容器,可以保持與2端子電容器相同的功能,同時減少元器件數量,它們可有效靜噪,且符合AEC-Q200標準。
Murata提供多種產品來推動車載網絡的發展。其中,代表性產品包括共模扼流圈(CMCC)(一種噪聲抑製元器件),以及用於同軸電纜供電(PoC)技術的電感器(將信號線和電源線組合到一根電纜中)。CMCC利用其對高頻信號和噪聲不同的特性來抑製高頻噪聲,PoC濾波器則將交流控製信號與通過同一電纜提供的直流電源分開,隻允許直流電源通過。
在EMI靜噪濾波器(EMC降噪對策)方麵,Murata推出了DL /PL係列共模扼流線圈/共模靜噪濾波器。CMCC可應用在差分傳輸線,適合CAN/CAN-FD/100Base-T1/1000Base-T1/SerDes/A²B™等汽車應用,對於電源線中的共模噪聲也很有效。
此外,還有眾多可應用於安全係統、CAN / FlexRay、CAN / CAN FD、車載以太網(100Mbps/1000Mbps)、SerDes(PoC)的EMI靜噪濾波器產品,這些產品提供了多種選擇。
Murata還推出多款汽車PoC電感器,專為ADAS中的攝像頭接口中使用的PoC而開發,LQW-F係列電感器以及Murata的豐富產品係列中的其他合適電感器,可以用少量的器件實現寬帶Bias-T電路。Murata的全係列汽車PoC電感器陣容包括LQW、LQH、LQM與BLM係列,這些電源線用電感器的尺寸範圍廣泛,從1.6mm x 0.8mm ~ 12mm見方,具有不同的製造工藝,如金屬合金型、鐵氧體多層型與繞線型。
其中的金屬合金電感器提供從2.0mm x 1.6mm到10mm見方的多種尺寸產品,支持需要大電流和低損耗型的應用。這些電感器采用金屬合金磁芯,通過別具特色的製作工藝以及優良品質、高可靠性、高耐久性和低磁芯損耗材料的使用,實現了優效化,所有產品均符合AEC-Q200標準。
SCA3300加速度計是一款數字型3軸加速度計,其性能顯著提升,尺寸隻有7.6 × 8.6 × 3.3mm(寬×長×高),它提供1.5g、3.0g、6.0g的可選測量範圍,該傳感器具有多種自我診斷功能,具有傑出的零偏置穩定性,低噪聲水平,良好的振動穩固性,並具有集成的SPI數字接口,它擁有出眾的機械阻尼特性,工作溫度範圍為-40 ~ 125℃,隻消耗1 mA電流(供給電源為3.0至3.6V時),利用Murata成熟的電容式3D-MEMS技術,顯著提高了行業性能。

豐富的產品線滿足 ADAS 傳感器應用需求
在ADAS傳感器(攝像頭、雷達、激光雷達)應用方麵,Murata也擁有相當豐富的產品線,包括電容器、EMI保護、功能器件等。
車載市場如今正處於模式轉換之中。其中,自動駕駛是尤為引人注目的趨勢之一。因此可以輔助進行自動駕駛的傳感技術“LiDAR”近年來的需求急劇增加。Murata的矽電容器由於其低ESL特性,將對延長LiDAR的檢測距離與提高測量分辨率作出貢獻。
矽電容器以其小尺寸、外(wai)形(xing)薄(bo)而(er)聞(wen)名(ming),可(ke)以(yi)放(fang)置(zhi)在(zai)激(ji)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)附(fu)近(jin)。它(ta)們(men)還(hai)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)引(yin)線(xian)鍵(jian)合(he)到(dao)激(ji)光(guang)二(er)極(ji)管(guan),從(cong)而(er)減(jian)少(shao)電(dian)容(rong)器(qi)和(he)激(ji)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)之(zhi)間(jian)的(de)環(huan)路(lu)寄(ji)生(sheng)阻(zu)抗(kang)。與(yu)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)器(qi)相(xiang)比(bi),此(ci)功(gong)能(neng)可(ke)發(fa)射(she)高(gao)輸(shu)出(chu)(100W以上)和短持續時間(約1.5納秒)的光脈衝。
Murata的標準產品線包括WBSC係列等引線鍵合矽電容器,其ESL為50pH@SRF,厚度為250µm,WLSC係列提供50pH@SRF的ESL,厚度為100µm,WASC係列提供6pH@SRF的ESL,厚度選項為100µm/250µm。
對於傳感器中的EMI遏製方麵,可以使用前麵提到的汽車PoC電感器,以及金屬合金電感器,這兩種電感器都具有相當傑出的性能。
在汽車用時鍾器件(晶體諧振器/陶瓷諧振器)方麵,Murata還擁有豐富的產品線,適用於ADAS(攝像頭)、ADAS(雷達)、胎壓監測係統(TPMS)、遠程無鑰匙進入(RKE)、以太網®、無線充電器、NFC(鑰匙)、儀表板(一般)、儀表組(數字)、停車輔助係統、環視攝像係統、行車記錄儀與電動汽車/混合動力汽車等應用。
此外,Murata還提供用於溫度檢測的熱敏電阻(溫度傳感器),可防止零件損壞、壽命縮短、變形、燒傷等問題。這些傳感器可以用來監測環境溫度、控製風扇速度,或是在進行迅速充電期間維持工作溫度範圍。熱敏電阻還可用於過流保護,遏製異常電流,避免工廠自動化(PLC)中因裝配錯誤、意外零件損壞和誤接線而導致的短路。此外,熱敏電阻也可用於校正半導體等產品的溫度特性曲線,像是半導體傳感器的輸出變化、金屬電阻器的物理變化,以及LED的額定變化等。
熱敏電阻廣泛用於汽車應用,像是汽車電氣化中的逆變器、BMS(電池管理係統)、OBC(車載充電器)、DC-DC轉換器、發動機ECU、汽車互聯應用中的TCU(遠程信息處理控製單元)、IVI(車載信息娛樂係統), ADAS、APA(自動停車輔助)、激光雷達(LiDAR)、雷達、感應攝像頭,它們還用於汽車的車身/底盤/安全應用,包括汽車照明、EPS(電動助力轉向)、PKE(無源無鑰匙進入係統)/TPMS(輪胎壓力監測係統)、網關/車載局域網等。
Murata的熱敏電阻包括NTC熱敏電阻與PTC熱敏電阻(POSISTOR)。NTC熱敏電阻是電阻隨著溫度升高而減小的器件,而PTC熱敏電阻是電阻值會隨溫度的升高而增大的器件,可實現如溫度檢測,電路電流限製等應用。
Murata的NTC熱敏電阻使用高精度、高靈敏的端子,有表麵貼裝型、引線型等多種型號,用於遏製浪湧電流、溫度補償等,有片狀、引線型等產品係列。POSISTOR PTC熱敏電阻則由陶瓷材料製成,具有傑出可靠性及性能。
Murata齊備的熱敏電阻產品線不僅涵蓋了不同的封裝形式(表麵貼裝型,引線直插型),同時也覆蓋了用於不同應用的產品如過電流保護用,過熱保護用以及突入電流遏製用。
結語
隨著汽車行業的發展,高級駕駛輔助係統(ADAS)技術以提升至關重要功能與安全性為要務。通過集成尖端的傳感器技術、強勁的數據處理能力和優效的通信係統,ADAS係統更加擅長準確的環境感知並提供值得信賴的決策支持。
此外,實施冗餘設計、利用高可靠性器件,以及集成周到的安全措施,對於確保ADAS係統在不同駕駛條件下的穩定性和安全性至關重要。本文重點介紹的Murara解決方案係列器件齊備,可以滿足汽車ADAS應用中對安全性與功能性的嚴格要求。
有關所提到的特定產品的更多詳細信息或其他信息,我們建議聯係Murata與艾睿電子以獲得專家指導和支持。
文章來源:艾睿電子
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