【導(dǎo)讀】隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷進(jìn)步，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的作用和重要性正在不斷擴(kuò)大。ADAS不僅增強(qiáng)了駕駛體驗(yàn)，而且在減少交通事故、提高駕駛安全性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。為了進(jìn)一步提升ADAS的功能和安全性，該領(lǐng)域正在引入一系列先進(jìn)技術(shù)和解決方案。這些創(chuàng)新解決方案涵蓋傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和分析、人工智能 (AI) 以及網(wǎng)絡(luò)連接等各個(gè)領(lǐng)域，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的環(huán)境感知、簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)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(shí)探討Murata (村田制作所) 提供支持這些技術(shù)進(jìn)步的相關(guān)解決方案。
隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷進(jìn)步，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的作用和重要性正在不斷擴(kuò)大。ADAS不僅增強(qiáng)了駕駛體驗(yàn)，而且在減少交通事故、提高駕駛安全性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。為了進(jìn)一步提升ADAS的功能和安全性，該領(lǐng)域正在引入一系列先進(jìn)技術(shù)和解決方案。這些創(chuàng)新解決方案涵蓋傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和分析、人工智能 (AI) 以及網(wǎng)絡(luò)連接等各個(gè)領(lǐng)域，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的環(huán)境感知、簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)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(shí)探討Murata (村田制作所) 提供支持這些技術(shù)進(jìn)步的相關(guān)解決方案。
高度自動(dòng)化的ADAS應(yīng)用與架構(gòu)
ADAS通過(guò)多種傳感器和高新數(shù)據(jù)處理技術(shù)，提供實(shí)時(shí)的環(huán)境感知、駕駛員輔助和自動(dòng)化駕駛功能。ADAS的主要應(yīng)用包括自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、車道偏離警示（LDW）和車道保持輔助（LKA）、自適應(yīng)巡航控制（ACC）、盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)（BSM）、交通標(biāo)志識(shí)別（TSR）、停車輔助（PA）等，涵蓋相當(dāng)多樣的汽車自動(dòng)化功能。
ADAS在架構(gòu)上包括傳感器層、數(shù)據(jù)處理層和決策執(zhí)行層三個(gè)主要部分。傳感器層則包括攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)（LiDAR）、超聲波傳感器，數(shù)據(jù)處理層則涵蓋電子控制單元（ECU）與高性能處理器，在決策執(zhí)行層則有軟件算法、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
ADAS的應(yīng)用和架構(gòu)旨在通過(guò)高新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)效果更優(yōu)的駕駛輔助功能，為駕駛員提供安全、便捷的駕駛體驗(yàn)，并為未來(lái)的全自動(dòng)駕駛奠定基礎(chǔ)。
ADAS推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展
ADAS應(yīng)用涵蓋了多種電子零部件和半導(dǎo)體元器件，以支持其傳感、數(shù)據(jù)處理和決策執(zhí)行的功能。ADAS中常見(jiàn)的半導(dǎo)體元器件和電子零部件產(chǎn)品包括圖像傳感器、雷達(dá)、激光雷達(dá)（LiDAR）、超聲波傳感器等傳感器器件，以及微控制器（MCU）和微處理器（MPU）、圖形處理器（GPU）、專用集成電路（ASIC）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）等數(shù)據(jù)處理器件，還有車載網(wǎng)絡(luò)芯片、無(wú)線通信模塊等通信器件。此外還有電源管理IC（PMIC）、穩(wěn)壓器等功率管理器件，以及DRAM、閃存等存儲(chǔ)器件。這些半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，將進(jìn)一步推動(dòng)ADAS功能的完善和普及。
安全是高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的應(yīng)用中的一個(gè)重要考慮因素，維持系統(tǒng)的可靠性和安全性，需要集成專門的電子器件和技術(shù)，像是電容器、EMI保護(hù)、功能器件等，這些產(chǎn)品則是Murata的強(qiáng)項(xiàng)，以下將介紹Murata所能提供的相關(guān)解決方案。
滿足ADAS電子控制單元的多種需求
Murata以其專為高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）應(yīng)用量身定制的全面電子器件產(chǎn)品組合而聞名Murata特別專注于ADAS電子控制單元（ECU），提供多種器件選擇，包括電容器、EMI保護(hù)解決方案和傳感器。
Murata的NFM系列陶瓷電容器是3端子低ESL（等效串聯(lián)電感）片狀多層陶瓷電容器（EMI filter），適用于汽車動(dòng)力總成和安全設(shè)備，這些低ESL電容器非常適合電力系統(tǒng)和安全控制設(shè)備中的電源去耦。
Murata的NFM系列陶瓷電容器具有低ESL，并針對(duì)高頻特性進(jìn)行了優(yōu)化，這些電容器非常適合用于高速電子設(shè)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(shí)減少元器件數(shù)量，它們可有效靜噪，且符合AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)。
Murata提供多種產(chǎn)品來(lái)推動(dòng)車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。其中，代表性產(chǎn)品包括共模扼流圈（CMCC）（一種噪聲抑制元器件），以及用于同軸電纜供電（PoC）技術(shù)的電感器（將信號(hào)線和電源線組合到一根電纜中）。CMCC利用其對(duì)高頻信號(hào)和噪聲不同的特性來(lái)抑制高頻噪聲，PoC濾波器則將交流控制信號(hào)與通過(guò)同一電纜提供的直流電源分開(kāi)，只允許直流電源通過(guò)。
在EMI靜噪濾波器（EMC降噪對(duì)策）方面，Murata推出了DL /PL系列共模扼流線圈／共模靜噪濾波器。CMCC可應(yīng)用在差分傳輸線，適合CAN/CAN-FD/100Base-T1/1000Base-T1/SerDes/A2B?等汽車應(yīng)用，對(duì)于電源線中的共模噪聲也很有效。
此外，還有眾多可應(yīng)用于安全系統(tǒng)、CAN / FlexRay、CAN / CAN FD、車載以太網(wǎng)（100Mbps/1000Mbps）、SerDes（PoC）的EMI靜噪濾波器產(chǎn)品，這些產(chǎn)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(kāi)發(fā)，LQW-F系列電感器以及Murata的豐富產(chǎn)品系列中的其他合適電感器，可以用少量的器件實(shí)現(xiàn)寬帶Bias-T電路。Murata的全系列汽車PoC電感器陣容包括LQW、LQH、LQM與BLM系列，這些電源線用電感器的尺寸范圍廣泛，從1.6mm x 0.8mm ～ 12mm見(jiàn)方，具有不同的制造工藝，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(jiàn)方的多種尺寸產(chǎn)品，支持需要大電流和低損耗型的應(yīng)用。這些電感器采用金屬合金磁芯，通過(guò)別具特色的制作工藝以及優(yōu)良品質(zhì)、高可靠性、高耐久性和低磁芯損耗材料的使用，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)效化，所有產(chǎn)品均符合AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)。
SCA3300加速度計(jì)是一款數(shù)字型3軸加速度計(jì)，其性能顯著提升，尺寸只有7.6 × 8.6 × 3.3mm（寬×長(zhǎng)×高），它提供1.5g、3.0g、6.0g的可選測(cè)量范圍，該傳感器具有多種自我診斷功能，具有杰出的零偏置穩(wěn)定性，低噪聲水平，良好的振動(dòng)穩(wěn)固性，并具有集成的SPI數(shù)字接口，它擁有出眾的機(jī)械阻尼特性，工作溫度范圍為-40 ~ 125℃，只消耗1 mA電流（供給電源為3.0至3.6V時(shí)），利用Murata成熟的電容式3D-MEMS技術(shù)，顯著提高了行業(yè)性能。
豐富的產(chǎn)品線滿足 ADAS 傳感器應(yīng)用需求
在ADAS傳感器（攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)）應(yīng)用方面，Murata也擁有相當(dāng)豐富的產(chǎn)品線，包括電容器、EMI保護(hù)、功能器件等。
車載市場(chǎng)如今正處于模式轉(zhuǎn)換之中。其中，自動(dòng)駕駛是尤為引人注目的趨勢(shì)之一。因此可以輔助進(jìn)行自動(dòng)駕駛的傳感技術(shù)“LiDAR”近年來(lái)的需求急劇增加。Murata的硅電容器由于其低ESL特性，將對(duì)延長(zhǎng)LiDAR的檢測(cè)距離與提高測(cè)量分辨率作出貢獻(xiàn)。
硅電容器以其小尺寸、外形薄而聞名，可以放置在激光二極管的附近。它們還可以直接引線鍵合到激光二極管，從而減少電容器和激光二極管之間的環(huán)路寄生阻抗。與陶瓷電容器相比，此功能可發(fā)射高輸出（100W以上）和短持續(xù)時(shí)間（約1.5納秒）的光脈沖。
Murata的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品線包括WBSC系列等引線鍵合硅電容器，其ESL為50pH@SRF，厚度為250μm，WLSC系列提供50pH@SRF的ESL，厚度為100μm，WASC系列提供6pH@SRF的ESL，厚度選項(xiàng)為100μm/250μm。
對(duì)于傳感器中的EMI遏制方面，可以使用前面提到的汽車PoC電感器，以及金屬合金電感器，這兩種電感器都具有相當(dāng)杰出的性能。
在汽車用時(shí)鐘器件（晶體諧振器／陶瓷諧振器）方面，Murata還擁有豐富的產(chǎn)品線，適用于ADAS（攝像頭）、ADAS（雷達(dá)）、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）、遠(yuǎn)程無(wú)鑰匙進(jìn)入（RKE）、以太網(wǎng)?、無(wú)線充電器、NFC（鑰匙）、儀表板（一般）、儀表組（數(shù)字）、停車輔助系統(tǒng)、環(huán)視攝像系統(tǒng)、行車記錄儀與電動(dòng)汽車／混合動(dòng)力汽車等應(yīng)用。
此外，Murata還提供用于溫度檢測(cè)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(wèn)題。這些傳感器可以用來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度、控制風(fēng)扇速度，或是在進(jìn)行迅速充電期間維持工作溫度范圍。熱敏電阻還可用于過(guò)流保護(hù)，遏制異常電流，避免工廠自動(dòng)化（PLC）中因裝配錯(cuò)誤、意外零件損壞和誤接線而導(dǎo)致的短路。此外，熱敏電阻也可用于校正半導(dǎo)體等產(chǎn)品的溫度特性曲線，像是半導(dǎo)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。
熱敏電阻廣泛用于汽車應(yīng)用，像是汽車電氣化中的逆變器、BMS（電池管理系統(tǒng)）、OBC（車載充電器）、DC-DC轉(zhuǎn)換器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、汽車互聯(lián)應(yīng)用中的TCU（遠(yuǎn)程信息處理控制單元）、IVI（車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)）， ADAS、APA（自動(dòng)停車輔助）、激光雷達(dá)（LiDAR）、雷達(dá)、感應(yīng)攝像頭，它們還用于汽車的車身／底盤(pán)／安全應(yīng)用，包括汽車照明、EPS（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向）、PKE（無(wú)源無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)）/TPMS（輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）、網(wǎng)關(guān)／車載局域網(wǎng)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(huì)隨溫度的升高而增大的器件，可實(shí)現(xiàn)如溫度檢測(cè)，電路電流限制等應(yīng)用。
Murata的NTC熱敏電阻使用高精度、高靈敏的端子，有表面貼裝型、引線型等多種型號(hào)，用于遏制浪涌電流、溫度補(bǔ)償?shù)?，有片狀、引線型等產(chǎn)品系列。POSISTOR PTC熱敏電阻則由陶瓷材料制成，具有杰出可靠性及性能。
Murata齊備的熱敏電阻產(chǎn)品線不僅涵蓋了不同的封裝形式（表面貼裝型，引線直插型），同時(shí)也覆蓋了用于不同應(yīng)用的產(chǎn)品如過(guò)電流保護(hù)用，過(guò)熱保護(hù)用以及突入電流遏制用。
結(jié)語(yǔ)
隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）技術(shù)以提升至關(guān)重要功能與安全性為要?jiǎng)?wù)。通過(guò)集成尖端的傳感器技術(shù)、強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)處理能力和優(yōu)效的通信系統(tǒng)，ADAS系統(tǒng)更加擅長(zhǎng)準(zhǔn)確的環(huán)境感知并提供值得信賴的決策支持。
此外，實(shí)施冗余設(shè)計(jì)、利用高可靠性器件，以及集成周到的安全措施，對(duì)于確保ADAS系統(tǒng)在不同駕駛條件下的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。本文重點(diǎn)介紹的Murara解決方案系列器件齊備，可以滿足汽車ADAS應(yīng)用中對(duì)安全性與功能性的嚴(yán)格要求。
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文章來(lái)源：艾睿電子
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