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人工智能改变汽车设计挑战

莫联雪 来源:zmyecho 作者:zmyecho 2022-08-12 15:35 次阅读

作者:Patrick Mannion,特约编辑

人工智能 (AI)、电气化和车内娱乐只是汽车正在发生的一些革命性变化,引发了对汽车应该如何设计和使用的彻底重新思考。它们也促使设计师重新思考自己在汽车设计链中的角色。

从半导体和组件环境性能的角度来看,适用相同的规则,即 AEC-Q100,自 1994 年以来一直存在。它定义了温度、湿度和其他可靠性因素。然而,自 1994 年以来,情况发生了很大变化,很快,“汽车”手机将开始名副其实,这在很大程度上要归功于传感器集成、人工智能、摩尔定律以及偏远地区的一些人以标签为生图像,使智能系统更准确。

例如,准确的标签可以区分天空和卡车的侧面。Mighty AI 是一家专注于使用遍布全球的人类团队确保准确标记的公司。根据其创始人 S. “Soma” Somasegar 的说法,人类在未来很长一段时间内都将在这个循环中发挥重要作用。“我们不是在建立一个系统来玩游戏;我们正在建立一个拯救生命的系统,”Mighty AI 首席执行官 Daryn Nakhuda 说。

自动驾驶汽车在日常使用中相对安全是一个有趣的挑战,它吸引了汽车原始设备制造商和电子系统设计师的想象力,并刺激了传感器、处理和通信方面的创新。

一段时间以来,人们认为 LiDAR 将成为实现自动驾驶汽车的关键突破性技术,但现在,开发人员已经意识到它是所有可能的传感器输入的组合,包括声纳、高清摄像头、LiDAR 和雷达,所有这些都是为了确保准确测距和识别物体。根据通用汽车的说法,其雪佛兰 Volt 电动汽车 (EV) 的自动驾驶版本增加了 40 个传感器和 40% 的硬件。

降低该硬件的成本和功耗,特别是对于高级图像处理,是自动驾驶汽车的许多关键促成因素之一。为此,Dream Chip Technologies 在世界移动通信大会 (MWC) 上宣布了用于计算机视觉的高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 片上系统 (SoC),该系统可在降低功耗的同时大大提高性能。

ADAS SoC 是与 Arm、ArterisIP、Cadence、GlobalFoundries (GF) 和 Invecas 合作开发的,是欧盟委员会 ENIAC THINGS2DO 参考开发平台的一部分。它是基于格芯的 22FDX 技术开发的,旨在降低 AI 和神经网络 (NN) 处理所需的功率,使其可以嵌入到车辆中而无需主动冷却技术,这会增加重量、尺寸和成本,同时增加失败的概率。

SoC 使用 Dream Chip 的图像信号处理流水线、Tensilica (Cadence) P6 DSP 和四组 Arm Cortex-A53 处理器,以达到 1 tera 运算/秒 (TOPS) 的速度,而功耗“只有个位数”。 ”

分布式与集中式传感器处理Dream Chip Technologies 的低功耗 SoC 在图像处理方面的低功耗性能至关重要,因为需要最大限度地减少延迟以避免发生事故。车辆看得越远,越早处理所看到的,车辆就会变得越安全。然而,如前所述,合理的智能决策需要许多传感器,这就提出了应该在哪里以及如何处理所有这些传感器输入的问题。

传感器融合技术在无人机等应用中广为人知,其中陀螺仪、加速度计和磁力计的管理方式使得它们各自的优势得到强调,而负面影响则被削弱。对于具有如此多和不同传感器的自动驾驶汽车,如何做到这一点?

为了解决这个问题,Mentor Graphics 决定逆向工作,从 5 级自治开始。它的方法称为 DRS360,它从 LiDAR、雷达和摄像头获取(融合)原始传感器数据并对其进行处理,以开发出车辆周围环境的 360 度实时视图。集中式方法减少了延迟,但确实需要高级别的集中处理,Mentor 使用 Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC FPGA 及其先进的 NN 算法提供了这种处理。另一种方法是在传感器本地进行图像、激光雷达或雷达处理并将结果发送到上游,但这种方法的扩展效率不如 DRS360,也没有充分利用快速变化和发展的算法。缺点是单点故障,但内置冗余和良好的设计可以抵消这一点。

MIPI 联盟并没有忽视汽车传感器的重要性,该联盟将其在手机上定义传感器物理层接口的经验带到了快速发展的汽车领域。10 月 7 日,它宣布成立 MIPI 汽车工作组 (AWG),以实现传感器接口标准化,以降低开发成本、缩短测试时间并提高可靠性。凭借其在移动设备方面的背景,MIPI 联盟也有信心帮助确保高度敏感、关键任务的汽车应用受到 EMI 的影响最小。

加速汽车的电气化 虽然通常被认为是自动驾驶汽车的代名词,但电动化以取代内燃机 (ICE) 的趋势正在以不同的驱动程序以自己的速度发展。首先,带有大电池的电动汽车被视为一种更可持续的交通方式。然而,根据 Mentor Graphics 集成电气系统市场总监 Dan Scott 的说法,这种电池确实增加了重量,与同等的 ICE 车辆相比增加了 32%。

因此,问题在于最大限度地减少重量,这直接适用于电缆、线束和连接器。电动汽车的另一个问题是更高的功率要求,对于典型的 1 KW 电池实施,400 V 时的电流高达 250 A。如此高的电流会导致更多的热量产生能量损失,从而推动电动汽车转向 800 V 电源。这也将减轻电缆重量,其他技术也将如此,例如去除大功率电缆上的屏蔽层。麦肯锡公司拆掉了八辆电动汽车,只是为了看看它们是如何区分的,功率和热管理被证明是一个有趣的因素,但动力总成设计方法还没有趋同(图 1)。

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图 1:对 8 辆电动汽车的拆解显示,动力传动系统的设计方式和热量管理方式存在很大差异。图片:麦肯锡公司。

然而,Scott 说,这需要权衡取舍,例如 EMC 问题。“此外,对于再生制动等问题,现在您需要考虑电力电子电机控制和电池化学,因此您必须在不同工具之间共享这些数据,”Scott 说。“这需要更全面的设计方法。”

为此,Mentor 开发了用于汽车和航空航天应用的电气和线束设计和布局的 Capital 软件套件。Capital 的目标是保持从车辆概念和电气架构定义到线束制造和车辆维护的无缝数据流。

“Capital 擅长管理复杂的系统,”Scott 说。“我们有衍生式设计,我们可以从中获取基本架构并自动生成接线图。” 虽然 Capital 没有选择所需的特定组件,但 Scott 表示 Mentor 确实拥有一个设计服务团队,可以帮助做出下一级的设计决策。

舒适性和服务取代性能随着车辆向自动驾驶方向发展,舒适性、娱乐性和服务被视为比性能和道路“感觉”更具差异化的因素。福特已经认识到并支持这种向服务的迁移,而英特尔长期以来一直在推动对数据的关注,无论是在车辆上还是在其使用上。

车辆的使用方式正在改变商业模式,年轻用户更喜欢订阅模式而不是拥有车辆。此外,他们喜欢消息灵通和娱乐,这激发了 Imagination Technologies 宣布其用于高清平视显示器和信息娱乐的 PowerVR Series8XT GT8540 四集群 IP。GPU 内核可同时支持多个高清 4K 视频流以及多达 8 个应用程序和服务。

审核编辑 黄昊宇

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    NCV5501 LDO稳压器 500 mA 低压差 高PSRR

    低压差(LDO)线性稳压器可在1.25 V至5.0 V的用户可调输出范围内提供高达500 mA的电流,或者在1.5 V,3.3 V或5.0 V的固定输出电压下提供高达500 mA的电流,具有典型输出电压精度优于3%。内部PNP传输晶体管允许低压差,并在最小输入电压下以满载电流工作。 NCV版本适用于要求扩展温度操作和现场和变更控制的苛刻汽车应用。 NCP5500和NCV5500版本包括启用/关闭功能,提供DPAK 5和SOIC 8封装。 DPAK 3中提供NCP5501和NCV5501版本,适用于不需要逻辑开/关控制的应用。该稳压器系列非常适合需要宽输入电压范围的应用,以及使用低成本陶瓷电容器实现高达500 mA负载的低压差性能。整体保护功能包括短路电流和热关断。 特性 输出电流高达500 mA 2.9%输出电压精度 低压差( 220 mV,500 mA) 启用控制引脚(NCP5500 / NCV5500) 逆向偏差保护 短路保护 热关机 宽工作温度范围 NCV5500 / NCV5501; -40°C至+ 125°C环境温度 NCP5500 / NCP5501; -40°C至+ 85°C环境温度 需要站点和变更控制的应用程序的NCV前缀 使用低成本陶瓷电容器稳定 ...
    发表于 07-30 18:02 268次 阅读
    NCV5501 LDO稳压器 500 mA 低压差 高PSRR

    NCV5504 LDO稳压器 250 mA 低压差

    4低压差(LDO)线性稳压器是一款双输出低压差线性稳压器,在工作温度范围内具有+/- 2.0%的精度。它具有3.3 V的固定输出电压(出厂时已联系其他固定输出电压选项)和可调输出,范围为1.25 V至5.0 V.它采用5引脚DPAK无铅封装。 NCV5504提供低噪声工作,无需旁路电容用于固定输出。该器件具有75 dB的纹波抑制和250 mA的250 mV压差,适用于后调节和功率敏感的电池供电应用。 特性 一固定和一个可调输出 可调输出电压1.25 V至5.0 V 低压差250 mV典型值250 mA 低静态电流370μA典型 纹波抑制为75 dB 温度范围-40°C至+ 125°C 温度±2.0%的准确度 热保护和电流限制 AEC合格 PPAP能力 应用 终端产品 汽车音响 仪表 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 17:02 196次 阅读
    NCV5504 LDO稳压器 250 mA 低压差

    NCV48220 LDO稳压器 150 mA 超低压差 低Iq

    20是一款具有集成电池电压电荷泵升压转换器的低静态电流150 mA LDO稳压器,适用于在电池电压下降事件(例如起动)期间需要全部功能的汽车应用。 NCV48220需要非常少量的外部组件。 NCV48220的低静态电流低至35μA,因此非常适合永久连接到需要极低静态电流的电池的应用。 Enable功能可用于进一步降低静态电流,降至1μA。 NCV48220包含电流限制,热关断和反向偏置电流保护等保护功能。 特性 优势 输出电压:5 V 非常适合为微处理器供电。 LDO输出电流:最高150 mA 我们广泛的汽车调节器产品组合允许您选择适合您应用的产品。 极宽输入电压工作范围:3 V至40 V 通过负载突降和电池欠压维持稳压电压。 极低静态电流:典型值35μA 符合最新汽车模块要求低于100 μA。 微处理器兼容控制功能:复位输出 禁止微处理器在低电压下执行未经请求的任务。 AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 符合汽车网站和变更控制& AEC-Q100认证要求。 保护功能:电流限制,热关断,反向偏置输出电流 保护设备免受永久性损坏。 启用功能(禁用时最大静态电流为...
    发表于 07-30 16:02 204次 阅读

    NCV4263-2C LDO稳压器 200 mA 高PSRR

    3-2C是一款200 mA LDO稳压器,集成了复位看门狗功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV4263-2C可用于恶劣的汽车环境。 Enable功能可用于将静态电流降至最大10 A. NCV4263-2C包含电流限制,热关断和反向输出电流保护等保护功能。稳压器还提供看门狗,复位功能,可调节阈值和可调节的上电复位延迟时间。 特性 优势 启用功能 满足最大模块点火关闭静态电流10μA 直接更换for TLE4263 GM 没有重新设计布局 使用可调节阈值重置可调节上电延迟TimeWatchdog功能 能够为最新的μpro供电,更具设计灵活性 应用 终端产品 车身控制模块 仪器和集群 乘员保护与舒适 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 14:02 327次 阅读
    NCV4263-2C LDO稳压器 200 mA 高PSRR

    NCV8768 LDO稳压器 150 mA 低压差 低Iq

    8是150 mA LDO稳压器,集成了窗口看门狗和复位功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV8768可用于恶劣的汽车环境,典型低至31μA的超低静态电流使其适用于永久连接到需要具有或不具有负载的超低静态电流的电池的应用。 Enable功能可用于进一步降低静态电流,降至1μA。 NCV8768包含保护功能,如电流限制和热关断。 特性 优势 5.0 V,±2%,150 mA 严格的调节限制 超低静态电流:典型值31μA 节省电池寿命 极低压差 维持低输入时的输出电压调节电压(特别是在汽车起动过程中)。 启用功能 对设备的外部控制 重置可调节的上电延迟 禁止微处理器在低电压下执行未请求的任务。 Window Watchdog MPU控制 集成保护功能:电流限制热关机 自我保护 汽车的NCV前缀 符合汽车网站和变更控制& AEC-Q100资格要求。 应用 终端产品 车身控制模块 仪器和群集 乘员保护与舒适 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 12:02 178次 阅读

    NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

    8C器件是一款精密微功率稳压器。它具有5.0 V的固定输出电压,可在±2%范围内调节。它适用于所有汽车环境,并包含控制微处理器所需的所有功能。该器件具有低压差和低静态电流。它包括看门狗定时器,可调复位,唤醒和使能功能。该器件还包括安全功能,如热关断和短路保护。它能够处理高达45 V的瞬变。 特性 输出电压选项:5.0 V 输出电压精度:±2% 输出电流高达250 mA 低压差 70μA的低静态电流 低睡眠模式电流小于1.0μA 微功率兼容控制功能: - ENABLE - 看门狗 - 重置 - 唤醒 保护功能: - 热关断 - 电流限制 AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 应用 终端产品 车身和底盘 仪器和集群 发动机控制单元 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 290次 阅读
    NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

    NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

    5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时+/- 0.9%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 22:02 306次 阅读

    HLMP-3762-G00B2 T-13/4(5mm)扩散LED灯

    这款T-1 3/4着色漫射LED灯广泛用于通用指示器应用。扩散剂,色调和光学设计均衡,可产生出色的光输出和宽视角。 功能 高强度 热门T-1 3/4直径套餐 选定最低强度 宽视角 通用引线 应用 商业户外标志 汽车内饰灯 前面板指示灯 前面板背光
    发表于 07-04 11:46 118次 阅读
    HLMP-3762-G00B2 T-13/4(5mm)扩散LED灯

    HLMP-3301-D0000 T-13/4(5mm)扩散LED灯

    这款T-13/4着色漫射LED灯广泛用于通用指示器应用。扩散,色调和光学设计均衡,可产生出色的光输出和宽视角。有多种强度选择可用于提高设计灵活性。   功能 高强度 高效红色受欢迎的T-13/4直径包装 选择的最小强度 宽视角 通用引线 可靠且坚固 li> 批量供货 应用 商业户外标志 汽车内饰灯 前面板指示灯 前面板背光
    发表于 07-04 11:39 147次 阅读
    HLMP-3301-D0000 T-13/4(5mm)扩散LED灯

    HLMP-1301-G00FG T-1(3mm)漫射LED灯

    该系列T-1灯广泛用于通用指示器应用。扩散剂,色调和光学设计均衡,可产生出色的光输出和宽视角。多种强度选择可用于提高设计灵活性。 功能 高强度 流行的T-1直径包装 选定的最小强度 宽视角 通用引线 可靠且坚固 应用 交通管理:交通信号工作区警示灯可变信息标志 商业户外广告:标志 Marquees 汽车:外部和内部灯
    发表于 07-04 11:37 135次 阅读
    HLMP-1301-G00FG T-1(3mm)漫射LED灯

    HLMP-1301-G0000 T-1(3mm)漫射LED灯

    该系列T-1灯广泛用于通用指示器应用。扩散剂,色调和光学设计均衡,可产生出色的光输出和宽视角。多种强度选择可用于提高设计灵活性。 功能 高强度 流行的T-1直径包装 选定的最小强度 宽视角 通用引线 可靠且坚固 应用 交通管理:交通信号工作区警示灯可变信息标志 商业户外广告:标志 Marquees 汽车:外部和内部灯
    发表于 07-04 11:36 377次 阅读
    HLMP-1301-G0000 T-1(3mm)漫射LED灯

    HLMP-K600 T-1(3mm)漫射LED灯

    这款T-1灯广泛用于通用指示灯应用。扩散剂,色调和光学设计均衡,可产生出色的光输出和宽视角。多种强度选择可用于提高设计灵活性。 特点 高强度 流行的T1直径包装中的橙色 选定的最小强度 宽视角 通用引线 可靠且坚固 批量供货 应用 商业户外标志 汽车内饰灯 前面板指示灯 前面板背光
    发表于 07-04 11:36 236次 阅读
    HLMP-K600 T-1(3mm)漫射LED灯

    BCM8956X 具有集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的汽车以太网交换机

    Broadcom® BCM8956X系列器件是Broadcom第五代完全集成的L2 +多层交换机解决方案,可支持车载网络应用的汽车认证(AEC-Q100)和温度等级。 BCM8956X系列产品为具有汽车行业多种最佳功能的交换机提供了标准,例如集成安全功能,主机连接带宽和硬件中的第3层路由功能。 功能 h3> 第2层千兆交换机,内置符合IEEE标准的100BASE-T1,1000BASE-T1 PHY和100-TX PHY 集成PCIe连接,为主机提供高带宽连接处理器 高级多级安全性 允许线速加密的专用硬件安全模块(HSM)块 L2防黑客 深度数据包检查 入侵防御报告 第3层流加速器从计算密集型路由操作中卸载主处理器 AVB&支持ARM Cortex M7可编程性的TSN IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时间同步和IEEE 802.1Qat SRP) 应用程序 汽车ADAS 信息娱乐 Gateway...
    发表于 07-04 10:14 349次 阅读
    BCM8956X 具有集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的汽车以太网交换机

    BCM89549 采用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全汽车以太网交换机

    Broadcom® BCM89549器件是Broadcom第四代完全集成的BroadR-Reach®多层开关解决方案,支持车载网络应用的汽车认证(AEC-Q100)和温度等级。 BCM89549系列产品为所有Broadcom汽车以太网交换机中的高级安全功能添加了安全的启动和安全通信功能。 功能 全功能汽车以太网带有集成100BASE-T1和100-TX PHY的交换机 IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时间同步和IEEE 802.1Qat SRP) 用于高级安全性的线路速率数据包过滤 通过支持安全启动和信任圈来防止固件损坏。 小心控制从外部访问设备,以防止未经身份验证的配置更改 应用程序 汽车ADAS,信息娱乐,网关...
    发表于 07-04 10:13 810次 阅读
    BCM89549 采用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全汽车以太网交换机

    BCM8953X 具有集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的汽车以太网交换机

    Broadcom® BCM8953X器件是Broadcom第二代完全集成的BroadR-Reach®多层开关解决方案,支持车载网络应用的汽车认证(AEC-Q100)和温度等级。 BCM8953X系列产品是具有高性能但具有挑战性的低功耗要求的关键汽车应用的最佳解决方案。 BCM8953X系列产品基于业界领先的低功耗架构,支持多种直观的低功耗模式以及汽车电缆诊断功能。 功能 功能齐全带有集成100BASE-T1和100-TX PHY的汽车以太网交换机 用于高级安全性的线速数据包过滤 IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时间同步和IEEE 802.1Qat SRP) 汽车应用的快速配置启动 应用 汽车ADAS,信息娱乐,网关...
    发表于 07-04 09:51 707次 阅读
    BCM8953X 具有集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的汽车以太网交换机

    HLMP-1301-G00A1 T-1(3mm)漫射LED灯

    该系列T-1灯广泛用于通用指示器应用。扩散剂,色调和光学设计均衡,可产生出色的光输出和宽视角。多种强度选择可用于提高设计灵活性。 功能 高强度 流行的T-1直径包装 选定的最小强度 宽视角 通用引线 可靠且坚固 应用 商业户外标志 汽车内饰灯 前面板指示灯 前面板背光
    发表于 07-04 09:43 215次 阅读
    HLMP-1301-G00A1 T-1(3mm)漫射LED灯