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【汽車世代更迭步調加快,產品設計心隨境轉】
為什麼越來越多的電子業者將目光移向汽車領域?半導體廠商透露,全球車用電子規模與筆記型電腦相去不遠,但當中「內容」一直在增加、且速度非常快。為在 2025 年達到 Level 4 的自動駕駛安全水準,「符合自駕等級」、整合雷達等新科技的先進駕駛輔助系統 (ADAS),便成為首要創新方向;重點在於影像的呈現,對攝影機與雷達的關注度日益升高。
基於安全考量,需要多組攝影機或雷達,進而衍生許多連接需求;例如,環景功能需要四個攝影鏡頭,攝影中樞須提供四組視訊平行輸入或利用同軸線做影像傳輸 (Power Over Coaxial, POC);這種情境下,TFT-LCD 車用的主機板可能和螢幕分地而處,FPD-Link III串列器—解串列 (SerDes) 可提高影音品質;至於高速通訊,車用乙太網 (Automotive Ethernet) 可能是百家爭鳴之後的最終解。
另一個市況轉變是:今後汽車設計理念,將與年輕世代的價值觀息息相關。以往消費者買一台車,產品生命週期動輒以十年為單位計算,但當下的價值觀是三、五年就想換購搭載新式影音設備的新車,導致汽車設計概念也將從放眼十年,蛻變成兩、三年就更換一個世代,加快內容更新速度;而附有「參考設計」的電路板層級器件,能方便開發者更迅速推出模組產品。
當時間成為市場和產品開發的重要變數,此類「系統級」的解決方案,對及時上市與確保可靠度助益良多;開發商不必到處尋找適用的產品,一旦遇到問題也能獲得技術支援。由於機械器件使用時間一長會產生機械疲勞,故機電整合有其迫切性;台灣擅長資通訊且擁有良好的工業客戶基礎,全球前十五大電源廠有七家是台商,在車用電子有很好的機會。「產品溫度耐受性」的勝出是關鍵所在,將直接關係到品質評估 (QE)——車輛容易身處高溫環境,又可能面臨酷寒天候。
汽車是區域性、信任感很強的產業,產品要受到認可,往往須耗上數年時間,而產業聯盟的分享資源可發揮正向綜效;「次世代駕駛資訊平台研發聯盟」未來會進一步結合自動停車、自動緊急煞車等低速主動控制,另車道跟隨、自動定速巡航 (ACC) 應用亦在列,最終目標是做到自動駕駛」。此外,有鑑於 Mobileye 等先行者已將某項功能做到極致,迫使其他新進者嘗試以多個感測器來尋求市場突破口,因而催生感測融合 (Sensors Fusion) 需求;另機車「從陽春到時尚」的電動化,對台灣是很好的契機,因為它是一種價值態度的反射,是另一個故事。
延伸閱讀:
《著眼於「系統級」的高品質與可靠度,TI 帶頭整合資源》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0516/35380.html
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感測融合sensorsfusion 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook 八卦
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【智慧車新趨勢】
成像雷達和慣性導航技術強化汽車感知系統先進的駕駛輔助系統已大量普及,自動駕駛即將到來,而道路安全至關重要。利用現有車載雷達感測器硬體的「協同雷達」是未來汽車領域的發展方向;這種方法允許實現經濟高效的感測器設計,可將感測器放在車輛周圍的多個點上,支援卓越的物體檢測和分類。有專家預言:「融合」將成為未來實施先進駕駛輔助系統 (ADAS) 的標準方式!
「雷達融合」即是:透過多個具有「重疊視場」的雷達波束實現相關性演算法,透過融合兩個獨立的雷達視圖得到更高的解析度。借助先進的振動感測和演算法技術,可在車輛出現安全風險之前檢測出車輛的潛在問題;融合毫米波雷達、光達 (LiDAR) 和慣性測量單元 (IMU) 等產品組合,能可靠地檢測形狀更小、移動速度更快、距離更遠的物體 (如摩托車、行人、動物等)。
對於不依賴於外部資訊、也不向外部輻射能量且不受外界天氣狀況等影響的慣性導航系統而言,「慣性導航」則是目前最有可能在車輛發生緊急狀況時幫助將車停到安全位置的技術。另值得留意的是,12V 和 48V 電池將並存於自駕車市場:車輛內部系統將使用 48V 鋰電池或 12V 封閉式鉛酸 (SLA) 電池,惟現有多數車種仍無法同時使用這兩種電池系統。
由於這兩種電池各自的化學性質,除了要為其設計兩個獨立的充電電路外,還必須使用一種機制,允許電荷在其之間流動而不會對電池或車內任何系統造成任何損害。此外,考慮到其中一種電池運行可能出現故障,使用兩種電池可提供冗餘電源;採用雙向 DC-DC 控制器,與降壓轉換相同的外部功率元件進行升壓轉換,能以非常高的效率實現能量轉換,在節能的同時最大限度減少散熱設計問題。
延伸閱讀:
《ADI:感測融合、雙電池、BMS 引領智慧車走向》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0514/47901.html
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