汽车发展,人人置身其中

在确保安全要务的前提下,汽车行业不断通过采用新技术来提高自主性与效率
提供安全可靠的自主性
随着先进驾驶辅助系统 (ADAS) 的出现以及向全自动驾驶的技术发展,道路上的人员伤亡和交通事故最终将不复出现。在短短几年内,采用先进技术所实现的解决方案就能帮助汽车行业实现消除伤亡事故的“零愿景”。能实现这一点,部分应归功于图像传感器的进步,让机器能和人类一样“看”事物,另外雷达和 LiDAR (激光探测及测距) 等技术能让它们以不同的方式“看”。
这些令人兴奋的新技术能用于测距、3D 绘图(3D mapping) 和手势识别。3D 绘图与飞行时间 (ToF) 测距法紧密相关,这种方法通过在已知空间 (例如车内) 内发出光脉冲进行探测,来创建空间的三维地图。现在ToF也被用于手势探测,如寻求控制权以及基于安全理由来监控乘客等。LiDAR 同样用于测距,让车辆可以探测其他移动或静止的物体。测距功能与其他专为支持自动驾驶而开发的技术相配合,将使激光雷达LiDAR成为未来汽车行业最重要的技术之一。
功能更强大的计算解决方案,搭配专为汽车环境优化的图像传感器,能在各种光源条件下工作,随场景改变而动态调整,这让机器学习和人工智能等技术可以部署于网络最边缘。安森美半导体正积极开发采用单光子雪崩二极管 (SPAD)/硅光电倍增器 (SiPM) 传感器的 LiDAR 技术,目标是让车辆能以强于其它感测模式的方式,真正“看见”周围环境。这些解决方案拥有的卓越效能可以提升车辆的响应速度、准确度和可靠性,开发真正符合汽车行业“安全至上”理念的系统。
电动汽车的持续发展
汽车市场目前正积极开发的领域,便是传动系统和车内其他关键功能的电气化。虽然由传统内燃机提供动力的车辆仍在继续开发中,但众所皆知,这个行业正向全面电动化的目标迈进。油电混合是实现汽车全电动征途中很重要的过渡环节,会影响到半导体供应商的短期和长期产品规划图,我们不能忘记,这是一种进化,而不是一场革命。
而当中唯一不变的,就是对高质量和最佳半导体的需求。随着越来越多系统采用电子控制,功率晶体管的数量也快速增加;从电动后备箱门到电动座椅调节、电动水泵和自适应大灯、车窗、雨刷和各种其他功能。这些装置的名单涵盖广泛且还在快速扩充中,而持续向全电动化迈进的关键,就在于需要能精准满足需求的装置,在这方面并没有统一的标准。事实上,很少有一种装置能同时完美地适合于两种应用。
汽车行业为了支持油电混合和全电动车而改用更高的电压后,虽然汽车系统仍将采用 48V 或12V 运作,但使用大容量且储存电压在 400V (或甚至高达 800V ) 的电池将成为常态。因此,多样化的产品组合以及对新解决方案的投入非常必要。举例来说,作为传统硅芯片的补充,碳化硅 (SiC) 就非常适合大功率应用。
实现全面电动化需要更多数据
随着汽车的电动化趋势蔓延到汽车行业的方方面面,制造商认识到汽车正变成一种相当复杂的系统。现在它的各种功能单元都互相通讯,分享从车内多点产生的数据,并根据数据采取行动。很多数据都与时间息息相关,因此系统的实时性正变得越来越关键。
实现汽车完全自动化,需要依赖的方面很多,包括能支持低延迟节点网络的通讯基础架构;正如汽车内部网络上有数百个节点,路网上汽车也代表一个节点。如何在不危及安全的前提下实现这种颠覆性的改变,是整个汽车业需要面对的挑战。
降低设计复杂度,加快上市速度
论是来自消费者还是物流和大众运输等垂直应用市场,人们对汽车电气化和自主性的兴趣和需求明显都在增长。这让制造商倍感压力,必须加快开发速度并推出更复杂的新功能。
但是,设计速度会受到元件层级复杂度上升的影响;工程师在开始每一项新设计时都会面对新的挑战,而元件制造商则必须努力为客户及其应用推出拥有更高价值和效率的产品。有了安富利与安森美半导体的协助,工程师将能得到涵盖整个产品开发生态系统的支持;还能透过安富利社区来审视自己的设计理念,并获得能提升可制造性设计、供应链服务、全球分销,以及监管支持和售后服务品质的各项资源。
例如,工程师可以利用安富利提供的 ADAS 参考设计,其中包括了多功能传感器与嵌入式视觉,以及安森美半导体专为汽车成像应用所设计的模块化汽车参考系统 (MARS) 开发平台。MARS 内含评估模块,可用于安森美半导体所生产的每一款图像传感器,而且因为是模块化系统,任何传感器都能与各种处理器电路板或接口板任意匹配,以实现完整系统的快速评估。这种可完全互换的方式,让开发团队能更快地从构思进展到最终设计阶段。
为了使 MARS 平台更为完善,安森美半导体还推出了 Strata Developer Studio;这是专为工程设计社群开发的最新工具,有助于克服不断提高的设计复杂度。Strata 不仅能让工程师获得最新的设计资源,也成为他们高效率的设计伙伴。只要将支持 Strata 的开发板插入运行 Strata 应用程序的主机,其云端联机功能便会自动存取、检索和安装所有必要的设计档案,开始评估所提供的软硬件。这有可能大幅降低设计复杂度,并确保工程师团队随时都能参考最新的设计数据。
跟上汽车技术创新加速的步伐
汽车行业正面临自汽车面世以来最重要的变动期。尽管传动系统的电动化只不过是变动的一个方面,但它与汽车的自动化却有密不可分的关联。根据 Allied Market Research 所做的一项调查显示,自动驾驶汽车市场 2019 年的市值仅约 550 亿美元,但到 2026 年将高达 5,600 亿美元。
在这段成长速度惊人的时间内,唯一不变的就是厂商需要以负责任的态度来开发和推出新功能,以期实现兼顾安全性和自主性的全自动驾驶车。安富利与安森美半导体提供产品创新与开发生态系统,能帮助工程师跟上瞬息万变的市场脚步。
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