瞬息萬變的汽車產業中正步入一個由科技驅動的全新時代。汽車不再僅僅是簡單的交通工具,而是逐漸演變為集智能科技、舒適體驗和無縫互聯於一體的「第三生活空間」。
消費者對汽車的期待也隨之水漲船高,他們渴望擁有更加智能、便捷和個性化的出行體驗。「絲滑」的駕乘感受,涵蓋了從智能輔助駕駛到沉浸式娛樂的方方面面,已成為衡量現代汽車卓越性的重要標準。
當前,汽車行業正呈現出兩大顯著的發展趨勢。一方面是日益嚴格的安全法規和碰撞測試標準。為了更大程度地保障駕乘人員的安全,全球各地紛紛出台新的安全法規,並不斷提高汽車安全評鑑的標準。這促使汽車製造商必須集成更為精準、可靠的車內外感知系統,以應對車輛在各種行駛和停止狀態下可能遇到的複雜場景,實現對車內外環境的全方位監控。
另一方面,當消費者對車載娛樂系統的要求也越來越高,他們希望在駕車途中也能享受到如同在家中或使用移動設備時一樣的沉浸式娛樂體驗。高品質的音頻系統,清晰流暢的顯示效果,以及便捷的互聯功能,都成為了消費者選擇汽車的重要考量因素。這推動了汽車製造商不斷提升車載資訊娛樂系統的性能,力求提供媲美甚至超越消費電子產品的視聽享受。
然而,傳統的解決方案往往意味著增加更多的傳感器、音頻設備和其他電子元件,這無疑會導致系統成本的上升和複雜性的增加,給汽車製造商帶來了巨大的挑戰。
為了應對這些挑戰,TI 充分發揮其在模擬和數字半導體領域的優勢,專注於六大技術創新領域:更小體積的快速充電、高壓平台支持、高精度信號感知、無縫安全的資訊傳輸、智能數據處理以及精準電機驅動。德州儀器車載娛樂系統總經理盧璟強調,這些技術創新貫穿於汽車的電動系統、智能駕駛、車載娛樂以及車身電子等主要應用領域。
低成本、高集成 AI「全能sensor」重塑車內安全格局
在汽車智能化浪潮中,安全是永恆的主題。傳統汽車安全方案往往依賴多個傳感器協同工作,成本高昂且系統複雜,難以滿足日益嚴苛的安全法規和消費者對更高安全性的需求。最近,德州儀器(TI)推出的AWRL6844毫米波雷達傳感器晶片,則以一顆「全能芯」重塑車內安全格局,為汽車安全帶來了新的可能性。
這款工作在60GHz頻段的單晶片毫米波雷達傳感器晶片,擁有強大的感知能力,這得益於其集成的四發四收(4T4R)射頻收發器。相比傳統的單發單收或雙發雙收方案,4T4R架構能夠提供更高解析度的檢測數據、更寬廣的視場角(FOV)和更精確的目標定位,如同為車輛配備了更敏銳的「眼睛」,能夠更清晰地「看」到周圍環境,為後續的安全功能提供更可靠的數據基礎。
更重要的是,AWRL6844並非只是一個被動的「資訊收集者」,它還擁有強大的「思考」能力,這源於其片上集成的加速器和DSP,支持運行AI邊緣算法。可在單個器件中支持多項特性。 通過經過訓練的算法對車內數據進行本地處理,有助於汽車系統設計師解決複雜性問題並更大限度地降低系統成本。這意味著數據處理無需再像傳統方案那樣將原始數據傳輸到雲端進行處理,而是在晶片端即可完成,極大地縮短了響應時間,提高了安全性的即時性。同時,邊緣AI的部署也降低了對網路帶寬的依賴,提高了系統的魯棒性,並更好地保護了用戶的數據隱私。
據盧璟介紹,基於強大的感知能力和邊緣AI的加持,AWRL6844得以在單個晶片上實現三大核心功能:
乘員監測(安全帶提醒):傳統的安全帶提醒系統通常基於座椅上的重力傳感器,容易受到車內物品的干擾而產生誤報。AWRL6844則通過精準檢測生命體徵(呼吸、心跳、手勢等微動),能夠準確判斷乘客是否系安全帶,將誤報率控制在極低的水平,其高達98%的準確率令人印象深刻,有效提升了駕駛員的駕駛體驗。
車內兒童安全保障: 針對日益嚴峻的兒童車內遺忘問題,AWRL6844通過AI算法對微小動作進行精細化識別,區分成人和兒童,甚至能夠檢測到傳統傳感器難以觸及的盲區,例如腳踏板下方等位置,為兒童的乘車安全提供了更全面的保障,符合即將到來的更嚴格的NCAP法規要求,最高可達4分。
入侵檢測: AWRL6844還支持低功耗入侵檢測模式,即使在車輛熄火狀態下,也能以極低的功耗(平均功耗不到50mW,每秒10次檢測頻率)持續監控車內環境,一旦發現異常入侵行為,立即發出警報,有效保障車輛安全。
在整個駕駛過程中實現車內傳感 (來源:TI)
AWRL6844不僅大幅提升了汽車的安全性,也為汽車製造商帶來了顯著的成本優勢。單晶片集成了多種功能,取代了傳統方案中多個傳感器的複雜組合,顯著降低了硬體成本和系統複雜性,這對於在激烈的市場競爭中尋求差異化的車企來說,無疑是一個極具吸引力的選擇。與現有方案相比,使用AWRL6844可以節省將近一半的成本。
車內傳感設計方法和使用單個 AWRL6844 的簡化方法的比較
(來源:TI)
可以預見,隨著汽車安全法規日益嚴格,以及消費者對安全的日益重視,AWRL6844這種集成化、智能化、高性價比的解決方案無疑將扮演越來越重要的角色,為駕乘者提供更安全、更便捷的出行體驗。為汽車製造商在簡化設計流程,降低成本方面,鋪平道路。
「聲臨其境」 向量DSP「雙芯」打造卓越音頻體驗
除了安全,作為逐漸演變為人們生活中的「第三空間」汽車,其車內娛樂體驗、音頻處理的重要性也日益凸顯。TI推出的AM275x-Q1 MCU 和 AM62D-Q1 處理器正憑藉其強大的性能、靈活的配置和豐富的功能,在車載音頻領域扮演著「創變者」的角色。
從性能上看,兩款處理器最核心的競爭力,源於其搭載的新一代C7000 DSP核心。C7000 DSP核心基於256位矢量運算架構,相比前代產品,在運算能力上有了質的飛躍。其單周期訪問L2存儲器的特性,以及高達1G的主頻和單核40GFLOPS的運算能力,都充分說明了其強大的性能。
「值得注意的是,在2025年的CES,TI也展示了基於C7000運行的12路3D立體聲算法,CPU占用率竟然不到10%。」盧璟補充提到,這也進一步展示了其即使面對未來更複雜的音頻算法,例如主動降噪、車輛預警等,也依舊遊刃有餘。
除了強大的運算能力,AM275x-Q1和AM62D-Q1還展現出高度的靈活性和可擴展性,以滿足不同車型和不同應用場景的需求。
架構和配置方面,兩款晶片基於相同的硬體架構和設計,但提供不同的主頻、核心配比和內置存儲器配比。它們最多可以集成兩個C7000 DSP核心,Arm核心則包含A53或R5核心,滿足不同的應用需求。片上存儲器最高可達10.75MB,分為4.75MB的L2和6MB的L3存儲器。
事實上,AM275x-Q1 定位為單晶片解決方案,片上集成了大容量存儲器(最高10.75MB),無需外置DDR,極大地簡化了系統設計,降低了成本,適用於對成本敏感的應用場景。
AM62D-Q1則通過提供DDR4接口,支持更大容量的內存擴展,並最多可集成4個A53核心,方便客戶將原有的基於Arm的音頻代碼快速遷移到新平台上,加速產品開發進程,適用於需要更大內存和更強Arm處理能力的應用場景。
事實上,兩款晶片還都集成了神經網路NPU加速器,支持客戶運行自定義的AI算法,進一步拓展了其應用範圍。此外,它們還支持車載以太網AVB技術,滿足車載網路架構向以太網演進的趨勢。在安全性方面,兩款晶片都集成了HSM安全模塊,支持安全啟動和各類加密算法,並支持功能安全特性,滿足汽車應用對安全性的高要求。
在應用層面,這兩款處理器能夠支持包括空間音頻、本地音頻(音頻分區)、有源噪聲消除(ANC)等一系列前沿的音頻技術。空間音頻能夠為車內乘客營造出身臨其境的沉浸式聽覺體驗;本地音頻(音頻分區)則能夠滿足車內不同乘客的個性化需求;ANC則針對電動汽車的特性,通過主動降噪技術,有效消除車內噪音。
「這些技術的應用,都離不開強大的硬體平台支持。」盧璟說。
「化繁為簡」 單電感的「芯」優勢
強大的音頻處理能力為卓越的音頻體驗奠定了堅實的基礎,而要將這些處理後的音頻信號完美地呈現出來,則離不開高性能的音頻功放。 在車載音頻系統中,功放負責將音頻信號放大並驅動揚聲器發聲,是聲音最終呈現的關鍵環節。TI推出的TAS6754-Q1 D類功率放大器(在音質方面,D類功放的透明度、解析力,背景的寧靜、低頻的震撼力度是傳統功放不可比擬的),則以一種「化繁為簡」的創新思路,為車載音頻系統帶來了更高效、更經濟的解決方案,展現了「大道至簡」的科技之美。
盧璟介紹說,TAS6754-Q1最核心的突破在於其採用了TI獨有的單電感器(1L)調製技術。相比而言,傳統的D類放大器通常需要多個電感器,這不僅增加了物料成本,也增加了電路設計的複雜性,對工程師來說是一個不小的挑戰。
具體而言,TAS6754-Q1通過單電感器技術,在實現相同甚至更優的D類功放效果和低功耗性能的同時,大幅減少了電感器的使用數量,簡化了電路設計,降低了成本,可謂一舉多得。這種技術上的創新,不僅提升了產品的競爭力,也體現了TI在音頻放大器領域深厚的技術積累。相比傳統方案,TAS6754-Q1隻需近一半的外圍電感器件即可達成相同的D類音功放效果和低功耗性能,這對於寸土寸金的汽車電子系統設計來說,無疑是一個巨大的優勢。
這種「化繁為簡」的設計理念,不僅體現在硬體層面,更體現在設計層面。更少的元器件意味著更小的PCB面積,更簡單的電路設計意味著更低的開發難度和更短的開發周期,這些都將為汽車製造商帶來實實在在的效益。此外,單電感方案還有助於提高系統的可靠性和電磁兼容性(EMC)性能,進一步提升了產品的整體競爭力。
值得注意的是,TAS6754-Q1的推出,也進一步完善了TI在車載音頻領域的整體布局。通過與此前發布的AM275x-Q1和AM62D-Q1音頻處理器,以及TI豐富的模擬產品線相結合,例如針對AM275x-Q1和AM62D-Q1的電源管理晶片6522系列,以及支持車載以太網AVB技術的相關產品等,TI能夠為汽車製造商提供從音頻處理、信號放大到電源管理的完整車載音頻解決方案,助力汽車製造商打造更具競爭力的車載音頻系統。
寫在最後
德州儀器(TI)此次的發精準把握了汽車行業向智能化、安全化和舒適化演進的關鍵趨勢。AWRL6844毫米波雷達傳感器以單晶片集成乘員檢測、兒童遺留提醒和入侵監測等多項功能,並支持邊緣AI算法,在提升檢測精度的同時,有效降低了系統複雜度和成本,回應了汽車製造商在安全性能提升和成本控制之間的迫切需求。這體現了TI在技術創新上的前瞻性,以及對市場需求的深刻洞察。
AM62D-Q1、AM275x-Q1以及TAS6754-Q1等音頻解決方案則著眼於日益重要的車載聲學體驗,以強大的運算能力和優化的系統設計,滿足了消費者對高品質車載娛樂的需求。尤其值得關注的是,TI強調其解決方案的普適性,旨在讓從入門級到豪華級的各種車型都能享受到技術進步帶來的益處。這種「普惠」的理念,有助於推動整個汽車產業的升級,讓更廣泛的消費者受益,體現了TI的企業責任感。
長期以來,TI一直是汽車電子領域的重要參與者。過不斷推出集成度更高、性能更優、成本更低的解決方案,TI正在積極推動汽車智能化、網聯化和電動化的發展。隨著汽車智能化程度的不斷提高,我們有理由相信,TI將繼續在汽車電子領域扮演重要角色。
「值得注意的是,TI 在CES 2025上發布了更多的產品,包括當下火熱的軟體定義汽車、自動駕駛、機器人、醫療可穿戴設備、能源基礎設施、個人電子產品。」盧璟透露。