TI“四重奏”重塑驾乘体验 原创

德州仪器 (TI) 推出新一代支持边缘 AI 的雷达传感器和汽车音频处理器,帮助汽车制造商重新定义和改进车内的驾乘体验

瞬息万变的汽车产业中正步入一个由科技驱动的全新时代。汽车不再仅仅是简单的交通工具,而是逐渐演变为集智能科技、舒适体验和无缝互联于一体的“第三生活空间”。

消费者对汽车的期待也随之水涨船高,他们渴望拥有更加智能、便捷和个性化的出行体验。“丝滑”的驾乘感受,涵盖了从智能辅助驾驶到沉浸式娱乐的方方面面,已成为衡量现代汽车卓越性的重要标准。

当前,汽车行业正呈现出两大显著的发展趋势。一方面是日益严格的安全法规和碰撞测试标准。为了更大程度地保障驾乘人员的安全,全球各地纷纷出台新的安全法规,并不断提高汽车安全评鉴的标准。这促使汽车制造商必须集成更为精准、可靠的车内外感知系统,以应对车辆在各种行驶和停止状态下可能遇到的复杂场景,实现对车内外环境的全方位监控。

另一方面,当消费者对车载娱乐系统的要求也越来越高,他们希望在驾车途中也能享受到如同在家中或使用移动设备时一样的沉浸式娱乐体验。高品质的音频系统,清晰流畅的显示效果,以及便捷的互联功能,都成为了消费者选择汽车的重要考量因素。这推动了汽车制造商不断提升车载信息娱乐系统的性能,力求提供媲美甚至超越消费电子产品的视听享受。

然而,传统的解决方案往往意味着增加更多的传感器、音频设备和其他电子元件,这无疑会导致系统成本的上升和复杂性的增加,给汽车制造商带来了巨大的挑战。

为了应对这些挑战,TI 充分发挥其在模拟和数字半导体领域的优势,专注于六大技术创新领域:更小体积的快速充电、高压平台支持、高精度信号感知、无缝安全的信息传输、智能数据处理以及精准电机驱动。德州仪器车载娱乐系统总经理卢璟强调,这些技术创新贯穿于汽车的电动系统、智能驾驶、车载娱乐以及车身电子等主要应用领域。

低成本、高集成 AI“全能sensor”重塑车内安全格局

在汽车智能化浪潮中,安全是永恒的主题。传统汽车安全方案往往依赖多个传感器协同工作,成本高昂且系统复杂,难以满足日益严苛的安全法规和消费者对更高安全性的需求。最近,德州仪器(TI)推出的AWRL6844毫米波雷达传感器芯片,则以一颗“全能芯”重塑车内安全格局,为汽车安全带来了新的可能性。

这款工作在60GHz频段的单芯片毫米波雷达传感器芯片,拥有强大的感知能力,这得益于其集成的四发四收(4T4R)射频收发器。相比传统的单发单收或双发双收方案,4T4R架构能够提供更高分辨率的检测数据、更宽广的视场角(FOV)和更精确的目标定位,如同为车辆配备了更敏锐的“眼睛”,能够更清晰地“看”到周围环境,为后续的安全功能提供更可靠的数据基础。

更重要的是,AWRL6844并非只是一个被动的“信息收集者”,它还拥有强大的“思考”能力,这源于其片上集成的加速器和DSP,支持运行AI边缘算法。可在单个器件中支持多项特性。 通过经过训练的算法对车内数据进行本地处理,有助于汽车系统设计师解决复杂性问题并更大限度地降低系统成本。这意味着数据处理无需再像传统方案那样将原始数据传输到云端进行处理,而是在芯片端即可完成,极大地缩短了响应时间,提高了安全性的即时性。同时,边缘AI的部署也降低了对网络带宽的依赖,提高了系统的鲁棒性,并更好地保护了用户的数据隐私。

据卢璟介绍,基于强大的感知能力和边缘AI的加持,AWRL6844得以在单个芯片上实现三大核心功能:

乘员监测(安全带提醒):传统的安全带提醒系统通常基于座椅上的重力传感器,容易受到车内物品的干扰而产生误报。AWRL6844则通过精准检测生命体征(呼吸、心跳、手势等微动),能够准确判断乘客是否系安全带,将误报率控制在极低的水平,其高达98%的准确率令人印象深刻,有效提升了驾驶员的驾驶体验。

车内儿童安全保障: 针对日益严峻的儿童车内遗忘问题,AWRL6844通过AI算法对微小动作进行精细化识别,区分成人和儿童,甚至能够检测到传统传感器难以触及的盲区,例如脚踏板下方等位置,为儿童的乘车安全提供了更全面的保障,符合即将到来的更严格的NCAP法规要求,最高可达4分。

入侵检测: AWRL6844还支持低功耗入侵检测模式,即使在车辆熄火状态下,也能以极低的功耗(平均功耗不到50mW,每秒10次检测频率)持续监控车内环境,一旦发现异常入侵行为,立即发出警报,有效保障车辆安全。

TI“四重奏”重塑驾乘体验

在整个驾驶过程中实现车内传感 (来源:TI

AWRL6844不仅大幅提升了汽车的安全性,也为汽车制造商带来了显著的成本优势。单芯片集成了多种功能,取代了传统方案中多个传感器的复杂组合,显著降低了硬件成本和系统复杂性,这对于在激烈的市场竞争中寻求差异化的车企来说,无疑是一个极具吸引力的选择。与现有方案相比,使用AWRL6844可以节省将近一半的成本。

TI“四重奏”重塑驾乘体验

车内传感设计方法和使用单个 AWRL6844 的简化方法的比较

(来源:TI

可以预见,随着汽车安全法规日益严格,以及消费者对安全的日益重视,AWRL6844这种集成化、智能化、高性价比的解决方案无疑将扮演越来越重要的角色,为驾乘者提供更安全、更便捷的出行体验。为汽车制造商在简化设计流程,降低成本方面,铺平道路。

“声临其境”  向量DSP“双芯”打造卓越音频体验

除了安全,作为逐渐演变为人们生活中的“第三空间”汽车,其车内娱乐体验、音频处理的重要性也日益凸显。TI推出的AM275x-Q1 MCU 和 AM62D-Q1 处理器正凭借其强大的性能、灵活的配置和丰富的功能,在车载音频领域扮演着“创变者”的角色。

从性能上看,两款处理器最核心的竞争力,源于其搭载的新一代C7000 DSP内核。C7000 DSP内核基于256位矢量运算架构,相比前代产品,在运算能力上有了质的飞跃。其单周期访问L2存储器的特性,以及高达1G的主频和单核40GFLOPS的运算能力,都充分说明了其强大的性能。

“值得注意的是,在2025年的CES,TI也展示了基于C7000运行的12路3D立体声算法,CPU占用率竟然不到10%。”卢璟补充提到,这也进一步展示了其即使面对未来更复杂的音频算法,例如主动降噪、车辆预警等,也依旧游刃有余。

除了强大的运算能力,AM275x-Q1和AM62D-Q1还展现出高度的灵活性和可扩展性,以满足不同车型和不同应用场景的需求。

架构和配置方面,两款芯片基于相同的硬件架构和设计,但提供不同的主频、内核配比和内置存储器配比。它们最多可以集成两个C7000 DSP内核,Arm内核则包含A53或R5内核,满足不同的应用需求。片上存储器最高可达10.75MB,分为4.75MB的L2和6MB的L3存储器。

事实上,AM275x-Q1 定位为单芯片解决方案,片上集成了大容量存储器(最高10.75MB),无需外置DDR,极大地简化了系统设计,降低了成本,适用于对成本敏感的应用场景。

AM62D-Q1则通过提供DDR4接口,支持更大容量的内存扩展,并最多可集成4个A53内核,方便客户将原有的基于Arm的音频代码快速迁移到新平台上,加速产品开发进程,适用于需要更大内存和更强Arm处理能力的应用场景。

事实上,两款芯片还都集成了神经网络NPU加速器,支持客户运行自定义的AI算法,进一步拓展了其应用范围。此外,它们还支持车载以太网AVB技术,满足车载网络架构向以太网演进的趋势。在安全性方面,两款芯片都集成了HSM安全模块,支持安全启动和各类加密算法,并支持功能安全特性,满足汽车应用对安全性的高要求。

在应用层面,这两款处理器能够支持包括空间音频、本地音频(音频分区)、有源噪声消除(ANC)等一系列前沿的音频技术。空间音频能够为车内乘客营造出身临其境的沉浸式听觉体验;本地音频(音频分区)则能够满足车内不同乘客的个性化需求;ANC则针对电动汽车的特性,通过主动降噪技术,有效消除车内噪音。

“这些技术的应用,都离不开强大的硬件平台支持。”卢璟说。

“化繁为简” 单电感的“芯”优势

强大的音频处理能力为卓越的音频体验奠定了坚实的基础,而要将这些处理后的音频信号完美地呈现出来,则离不开高性能的音频功放。
    在车载音频系统中,功放负责将音频信号放大并驱动扬声器发声,是声音最终呈现的关键环节。TI推出的TAS6754-Q1 D类功率放大器(在音质方面,D类功放的透明度、解析力,背景的宁静、低频的震撼力度是传统功放不可比拟的),则以一种“化繁为简”的创新思路,为车载音频系统带来了更高效、更经济的解决方案,展现了“大道至简”的科技之美。

卢璟介绍说,TAS6754-Q1最核心的突破在于其采用了TI独有的单电感器(1L)调制技术。相比而言,传统的D类放大器通常需要多个电感器,这不仅增加了物料成本,也增加了电路设计的复杂性,对工程师来说是一个不小的挑战。

具体而言,TAS6754-Q1通过单电感器技术,在实现相同甚至更优的D类功放效果和低功耗性能的同时,大幅减少了电感器的使用数量,简化了电路设计,降低了成本,可谓一举多得。这种技术上的创新,不仅提升了产品的竞争力,也体现了TI在音频放大器领域深厚的技术积累。相比传统方案,TAS6754-Q1只需近一半的外围电感器件即可达成相同的D类音功放效果和低功耗性能,这对于寸土寸金的汽车电子系统设计来说,无疑是一个巨大的优势。

这种“化繁为简”的设计理念,不仅体现在硬件层面,更体现在设计层面。更少的元器件意味着更小的PCB面积,更简单的电路设计意味着更低的开发难度和更短的开发周期,这些都将为汽车制造商带来实实在在的效益。此外,单电感方案还有助于提高系统的可靠性和电磁兼容性(EMC)性能,进一步提升了产品的整体竞争力。

值得注意的是,TAS6754-Q1的推出,也进一步完善了TI在车载音频领域的整体布局。通过与此前发布的AM275x-Q1和AM62D-Q1音频处理器,以及TI丰富的模拟产品线相结合,例如针对AM275x-Q1和AM62D-Q1的电源管理芯片6522系列,以及支持车载以太网AVB技术的相关产品等,TI能够为汽车制造商提供从音频处理、信号放大到电源管理的完整车载音频解决方案,助力汽车制造商打造更具竞争力的车载音频系统。

写在最后

德州仪器(TI)此次的发精准把握了汽车行业向智能化、安全化和舒适化演进的关键趋势。AWRL6844毫米波雷达传感器以单芯片集成乘员检测、儿童遗留提醒和入侵监测等多项功能,并支持边缘AI算法,在提升检测精度的同时,有效降低了系统复杂度和成本,回应了汽车制造商在安全性能提升和成本控制之间的迫切需求。这体现了TI在技术创新上的前瞻性,以及对市场需求的深刻洞察。

AM62D-Q1、AM275x-Q1以及TAS6754-Q1等音频解决方案则着眼于日益重要的车载声学体验,以强大的运算能力和优化的系统设计,满足了消费者对高品质车载娱乐的需求。尤其值得关注的是,TI强调其解决方案的普适性,旨在让从入门级到豪华级的各种车型都能享受到技术进步带来的益处。这种“普惠”的理念,有助于推动整个汽车产业的升级,让更广泛的消费者受益,体现了TI的企业责任感。

长期以来,TI一直是汽车电子领域的重要参与者。过不断推出集成度更高、性能更优、成本更低的解决方案,TI正在积极推动汽车智能化、网联化和电动化的发展。随着汽车智能化程度的不断提高,我们有理由相信,TI将继续在汽车电子领域扮演重要角色。

“值得注意的是,TI 在CES 2025上发布了更多的产品,包括当下火热的软件定义汽车、自动驾驶、机器人、医疗可穿戴设备、能源基础设施、个人电子产品。”卢璟透露。

来源:至顶网计算频道

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2025

01/14

14:25

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