當(dāng)前汽車(chē)市場(chǎng)正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻變革。市場(chǎng)需求變化、行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)加劇帶來(lái)了對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)本身的可靠性、人機(jī)交互的安全性、駕乘的舒適性、兒童乘員的保護(hù)等諸多挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)，汽車(chē)工程師面臨著前所未有的研發(fā)壓力。

半導(dǎo)體技術(shù)如何幫助汽車(chē)工程師實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新？德州儀器(TI)有著非常廣泛的模擬和數(shù)字化產(chǎn)品，主要專(zhuān)注在六大領(lǐng)域，第一是在更小的體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更快速的充電；第二是設(shè)計(jì)更加可靠的汽車(chē)高壓系統(tǒng)；第三，對(duì)聲音、圖像等信號(hào)更準(zhǔn)確地感知；第四，更加無(wú)縫的、不受干擾的信息安全傳輸；第五，更加智能的數(shù)據(jù)處理；第六，更加準(zhǔn)確的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制。

德州儀器(TI)車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)總經(jīng)理盧璟認(rèn)為當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)有兩大創(chuàng)新領(lǐng)域，這兩大領(lǐng)域的創(chuàng)新和半導(dǎo)體的創(chuàng)新息息相關(guān)。第一點(diǎn)是更嚴(yán)格的安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。隨著旨在提高乘客安全功能的新法規(guī)和汽車(chē)安全評(píng)鑒項(xiàng)目的陸續(xù)出臺(tái)，汽車(chē)制造商需要集成更準(zhǔn)確、穩(wěn)健的車(chē)內(nèi)感知系統(tǒng)，以滿足車(chē)輛在行駛和停止時(shí)遇到的各種場(chǎng)景下，監(jiān)控車(chē)內(nèi)外情況。第二點(diǎn)是更出色的音頻性能。如今越來(lái)越多的車(chē)型需要配備出色音頻性能的沉浸式車(chē)內(nèi)娛樂(lè)系統(tǒng)，以滿足消費(fèi)者在行駛途中獲得沉浸、舒適的座艙體驗(yàn)。

傳統(tǒng)解決方案是增加更多的傳感器和音頻設(shè)備，這不僅會(huì)提高成本，也會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性增加。而TI近日推出的支持邊緣AI的全新雷達(dá)傳感器和汽車(chē)音頻處理器能夠在這兩個(gè)方向上更好地解決工程師的難題。

安全、安全、安全！采用支持邊緣AI的雷達(dá)傳感器更可靠

在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，毫米波雷達(dá)正以高精度、全天候工作、強(qiáng)抗干擾及低成本優(yōu)勢(shì)提供卓越的環(huán)境感知能力。而通過(guò)邊緣AI的加持可以更顯著提升毫米波雷達(dá)的性能和效率，通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法優(yōu)化現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中活動(dòng)目標(biāo)的精準(zhǔn)跟蹤與定位，為智能決策提供強(qiáng)大支持。

TI新推出的AWRL6844 60GHz毫米波雷達(dá)傳感器，通過(guò)運(yùn)行邊緣AI算法的單個(gè)芯片，它能夠支持用于座椅安全帶提醒裝置的乘員監(jiān)測(cè)、車(chē)內(nèi)兒童檢測(cè)和入侵檢測(cè)等三種車(chē)內(nèi)檢測(cè)應(yīng)用，支持原始設(shè)備制造商(OEM)滿足不斷變化的歐洲新車(chē)安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)(Euro NCAP)設(shè)計(jì)要求，配備4x4天線陣列，內(nèi)置專(zhuān)有片上加速器和DSP，支持邊緣AI模型運(yùn)行，可增強(qiáng)車(chē)內(nèi)監(jiān)測(cè)，同時(shí)將車(chē)內(nèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總實(shí)施成本降低50%。

AWRL6844有兩大突出特點(diǎn)：一是集成四個(gè)發(fā)送器和四個(gè)接收器，能夠提供高分辨率的檢測(cè)數(shù)據(jù)。二是運(yùn)行AI邊緣算法，采集的數(shù)據(jù)輸入到應(yīng)用特定的AI驅(qū)動(dòng)算法中，這些算法在可定制的片上硬件加速器和DSP上運(yùn)行，可以更加精確地感知、定位和分類(lèi)車(chē)上的物體和門(mén)類(lèi)，最終可以支持當(dāng)前安全法規(guī)要求的三種車(chē)內(nèi)的安全檢測(cè)算法。

拿車(chē)輛從啟動(dòng)到停車(chē)熄火的過(guò)程舉例說(shuō)明。在啟動(dòng)及行駛過(guò)程中，AWRL6844會(huì)不斷檢測(cè)和定位乘員有沒(méi)有系安全帶并且提醒，準(zhǔn)確率高達(dá)98%，且能夠區(qū)分人類(lèi)和無(wú)生命重物。停車(chē)后，它會(huì)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)監(jiān)控車(chē)內(nèi)是否有無(wú)人看管的嬰兒或者兒童，并且能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)到車(chē)內(nèi)微小的動(dòng)作，分類(lèi)準(zhǔn)確率超過(guò)90%，支持檢測(cè)5名乘客。同時(shí)在低功耗模式下可以做到每秒10次的安全入侵檢測(cè)，平均功耗不到50mW且入侵檢測(cè)的精度可達(dá)到98%。這種直接檢測(cè)技術(shù)可以幫助OEM滿足2025年Euro NCAP的設(shè)計(jì)要求。而當(dāng)車(chē)輛停好時(shí)，它會(huì)通過(guò)智能掃描技術(shù)來(lái)適應(yīng)不同的環(huán)境，從而減少由于車(chē)身晃動(dòng)和外部物體運(yùn)動(dòng)所引起的誤報(bào)。

無(wú)論是2024版中國(guó)新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程（C-NCAP），還是2025年的Euro NCAP，都對(duì)乘員保護(hù)、弱勢(shì)道路使用者保護(hù)、主動(dòng)安全提出了更嚴(yán)格的要求。安全檢測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要有更強(qiáng)或者更先進(jìn)的技術(shù)來(lái)支撐。TI的AWRL6844芯片可以更好地解決這類(lèi)需求：四發(fā)四收傳感能力提供更精確的感知能力，通過(guò)運(yùn)行AI算法提升整體的精度，通過(guò)單芯片即可實(shí)現(xiàn)三個(gè)安全檢測(cè)應(yīng)用，在系統(tǒng)布置的角度去降低復(fù)雜性和成本。和傳統(tǒng)方案對(duì)比，這款芯片可用一半的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能。

開(kāi)啟一路聽(tīng)覺(jué)盛宴，TI完整音頻產(chǎn)品系列打造汽車(chē)超凡音頻體驗(yàn)

如今的汽車(chē)上用到很多高端音頻技術(shù)和音頻應(yīng)用，以提供更加出色的音頻體驗(yàn)，比如沉浸式的3D立體聲、語(yǔ)音交互、電動(dòng)車(chē)主動(dòng)噪聲消除、安全功能提醒等。這就需要一顆更強(qiáng)大的芯片來(lái)支持汽車(chē)實(shí)現(xiàn)這么多不同的功能。在這樣的背景下，TI推出了AM275x-Q1和AM62D-Q1兩款產(chǎn)品。

AM275x-Q1 MCU和AM62D-Q1處理器通過(guò)將TI基于矢量的C7000 DSP核心、Arm核心（A53的內(nèi)核或者R5的內(nèi)核）、存儲(chǔ)器、音頻網(wǎng)絡(luò)和硬件安全模塊集成到一個(gè)符合功能安全要求的SoC中，從而減少汽車(chē)音頻放大器系統(tǒng)所需的元件數(shù)量。盧璟表示，C7000核心與矩陣乘法加速器結(jié)合，共同構(gòu)成了一個(gè)神經(jīng)處理單元，用于處理傳統(tǒng)音頻算法和基于邊緣AI的音頻算法。這些汽車(chē)音頻SoC可進(jìn)行擴(kuò)展，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)不同的存儲(chǔ)器和性能需求，從入門(mén)級(jí)到高端系統(tǒng)中進(jìn)行選擇，只需進(jìn)行很少的重新設(shè)計(jì)，不需要大量投資。

這兩款處理器都集成了新一代的C7000的DSP內(nèi)核，處理性能比行業(yè)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品高出4-8倍，最高主頻可達(dá)1GHz，每個(gè)內(nèi)核提供40GFLOPS的計(jì)算能力?；诖?，它才可以很好地解決音頻上各類(lèi)算法的要求。此外，C7x DSP基于256位的矢量運(yùn)算架構(gòu)，內(nèi)核可以根據(jù)單周期訪問(wèn)L2的儲(chǔ)存器。這和市面上其他以1/2或者1/3主頻訪問(wèn)內(nèi)存做對(duì)比，它的運(yùn)算速度會(huì)更快。

盧璟舉了一個(gè)例子。在今年的CES全球消費(fèi)電子展上，TI展出一個(gè)音頻Demo，它采用基于12路的3D立體聲的算法，在C7000的DSP內(nèi)核運(yùn)行，CPU占有率不到10%。除了做3D沉浸式算法之外，它也為主動(dòng)降噪算法、車(chē)輛預(yù)警算法等其他的音頻算法預(yù)留了非常充足的余量。

為了幫助OEM選擇更合適的產(chǎn)品系列去適配不同車(chē)型的要求，TI提供兩種不同架構(gòu)以滿足多樣化用例。AM275x-Q1定位為單芯片解決方案，無(wú)需外置DDR，片上集成了大容量存儲(chǔ)器（最高10.75MB），簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低成本，適用于對(duì)成本敏感的應(yīng)用場(chǎng)景。而AM62D-Q1基于DDR內(nèi)存，片上集成1.25MB儲(chǔ)存器，但支持更大容量的內(nèi)存擴(kuò)展，并最多可集成4個(gè)A53內(nèi)核，方便客戶將原有的基于Arm的音頻代碼快速遷移到新平臺(tái)上，加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)程，適用于需要更大內(nèi)存和更強(qiáng)Arm處理能力的應(yīng)用場(chǎng)景。

此外，盧璟還介紹了一款優(yōu)化汽車(chē)音頻設(shè)計(jì)的音頻放大器TAS6754-Q1，它采用TI創(chuàng)新的單電感器(1L)調(diào)制技術(shù)，且相比傳統(tǒng)D類(lèi)音頻放大器（單通道雙路轉(zhuǎn)換），每通道使用一半數(shù)量的電感器即可實(shí)現(xiàn)D類(lèi)性能。單電感方案還有助于提高系統(tǒng)的可靠性和電磁兼容性（EMC）性能，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的整體競(jìng)爭(zhēng)力。

TI希望在不增加系統(tǒng)成本和復(fù)雜性的情況下，為不同級(jí)別的車(chē)輛提供優(yōu)秀的技術(shù)創(chuàng)新方案。借助自身幾十年數(shù)字信號(hào)處理的專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的研究，TI正在嘗試將邊緣人工智能集成到汽車(chē)技術(shù)中，幫助OEM解決他們?cè)诟兄鸵纛lAI應(yīng)用中遇到的復(fù)雜問(wèn)題。未來(lái)TI將從自動(dòng)駕駛、混合動(dòng)力、車(chē)載娛樂(lè)、車(chē)身電子等方面持續(xù)提供創(chuàng)新產(chǎn)品，幫助OEM在汽車(chē)應(yīng)用中重塑駕乘體驗(yàn)。