编者按:美国硅谷作为半导体创新的发源地,一直引领着半导体工业的发展,那么现在最前沿的汽车电子到底是什么样子呢?
美国半导体产业的销售额约是中国的两倍,仍然处于半导体领域的前沿,能持续保持在该地位的重要原因之一是不断的创新。
Globalpress Connection 公司 每年都会 在硅谷举办媒体活动,以宣传作为半导体创新发源地的脉搏。
Maxim Integrated:汽车电子的创新最终将超越智能电话?
成立于 1983 年的 Maxim 公司全球员工已达 9000 人,年度销售额约 24 亿美元,公司发展策略着重于三个方面:创新、集成和平衡。
「模拟行业正处于一个转折点,从早期的不断扩展产品类型和数量向模拟集成以提供系统解决方案转移。」 Maxim 汽车解决方案部门执行总监 Kent Robinett 表示,「智能汽车在未来需要更多的高集成半导体解决方案。」
他总结了汽车产业在五年内将发生的三项变革:
1. 车载 CD 播放器将会消失,而车上信息娱乐将更具备移动设备所具有的用户体验。
2. 所有汽车将装备辅助驾驶功能:主动安全设施将使事故率降低 50%;美国政府已要求至 2018 年必须安装倒车影像系统。
3. LED 照明将持续成为品牌差异化的要素。
电子产品在汽车中占据的比例在持续增加。「我们正在不断将发生在移动终端的变革移植到汽车中,」 Robinett 强调,「包括视频系统、音乐系统、电源和充电技术、安全技术等,车用半导体的一个重要特点是要求『oppm』。」
他特别引用了来自 Gartner 公司一位高管的观点:汽车最终将比智能电话更具创新性,而且更炫酷。
Maxim 的 4 位产品负责人分别介绍了在信息娱乐系统、LED 照明、连接和访问,以及驾驶员辅助系统的最新趋势和产品。
车用信息娱乐系统
Ben Landen,Maxim 汽车解决方案部门高级业务经理首先分享了汽车信息娱乐系统目前和未来的架构。
目前车载娱乐信息系统架构图
未来的车载信息娱乐系统架构图
「未来的架构会有很大的变化,模拟信号会更多地转向数字信号,」 Landen 阐述到,「同时,整个系统和处理器需要更多的功率。」
他重点介绍了 Maxim 针对汽车信息娱乐系统推出的两款新型 IC: 一是 MAX16993 高集成度电源管理 IC。其集成了三路大电流 DC-DC 转换器,节省 50%占板空间,并降低了 AM 频段噪声和 EMI;二是可支持 USB 直接充电功能的智能 DC-DC 转换器 MAX16984,实现任何便携式设备通过汽车电池进行充电。它也实现了将传统的 3 芯片系统集成至单芯片方案,并提供车用级别的 ESD 保护。
Landen 介绍了该 USB 充电方案的性能改进,与标准充电方案相比在手机电池容量均为 40%时,同时充电 30 分钟,MAX16984 方案的充电量多 8%。
LED 照明
Jon Horner,汽车解决方案部门执行总监,用『第 4 屏幕』来形容在汽车上越来越多的显示屏。
「大尺寸 TFT-LCD 显示、高清晰度、宽动态范围、定制化是『第 4 屏幕』的发展趋势,」 Horner 总结到,「这就对背光系统提出了更高的要求。」
MAX16813 是 Maxim 针对车载显示、LED 背光和平视显示器(Heads-up display)应用推出的高效 4 通道 LED 驱动器,可同时驱动 4 串高亮度 LED,并减小了 EMI 噪声,实现了 10000:1 调光比。
而 MAX16833 则是专门面向前置照明灯具(包括高光、低光、信号灯)的解决方案,支持 65V 输入电压,低 EMI 噪声。
汽车上越来越多的显示屏『第 4 屏幕』
汽车互联和访问
「软件定义无线电(SDR)是更高层次的互连,同时,无钥匙方案是未来的主流。」 Maxim 汽车解决方案部门总监 Farhad Farahbakhshian 表示。
来自导航、数字广播、数字电视等不同信源的信号使汽车互连日益复杂。MAX2173 实现由 RF 信号直接转换至比特流的功能,其内部集成 3RF、ADC 以及滤波器,使信号直接以数字信号(I2S)输出至后端的 DSP,大大降低了 DSP 对高 MIPS 性能的需求。
MAX2173 的内部架构
而其无钥匙方案则在现场进行了实物演示,可感测距离较传统的 2 米增加到了 8 米以上,敏感度大大加强。
辅助驾驶系统
按照 Strategy Analytics 的调查结果,至 2017 年,市场上将出现 9000 万不同类型的汽车辅助驾驶系统。
目前,很多汽车制造商在采用屏蔽双绞线(STP)传输信息娱乐系统的信号,但很明显的一个趋势是采用同轴电缆,以降低电缆成本和重量。
Maxim 针对这个市场推出了 4 款新型的 GMSL(gigabit Multimedia Serial Link) SerDes 芯片组。「该方案可支持同轴电缆或 STP,而传输信号的长度则延伸至 15 米,也可应用在卡车等长型车的设计中,」Kent Robinett 表示,「15 米的传输距离超出竞争对手 50%。」
GEO Semiconductor:纠正扭曲的视觉世界
成立于 2009 年的 GEO Semiconductor 专注于动态视频图像处理,能将由于广泛采用鱼眼或大视角摄像头拍摄的变形画面实时转换成更直观表现真实形态的画面,应用领域的重点在于汽车和物联网等领域。
「尽管 GEO 仅仅成立了 5 年,但如果向前追溯,我们已经有 10 多年的历史沉积,」GEO 半导体公司主席兼 CEO Paul Russo 博士在欢迎致辞中表示,「我们的视频和几何图形处理技术来源于不同的具有独特技术的公司。目前,我们拥有超过 100 多项的 IP 和专利。」
按照 Russo 博士的介绍,GEO 主要拥有两大 IC 产品平台:
1.eWarp(不带 CODEC),主要针对汽车摄像头,平视显示器(Heads-up display)和投影市场。
2.Cloud GEO(eWarp+CODEC),主要针对云应用,物联网,可穿戴摄像等领域。
eWarp 引擎的工作原理
eWarp 几何图形处理器是 GEO 独特的杀手锏专利,已历经 15 年的广度和深度开发,进入到第四代,通过专利的 eWarp 引擎将原始图像数据转变至正常视觉应呈现的图像。
「eWarp 传输、移动和伸缩万亿规模图像中的每一个像素,HD 视频图像的处理也会在一帧内结束,」 Russo 对其公司的处理技术颇感自豪, 「同时,eWarp 可将由多种原因,包括镜头缺陷、鱼眼摄像头、数字校准等,产生的扭曲和变形一次性转换。」
越来越广泛使用的数字摄像头、光学组件为 GEO 带来了广阔的发展机遇,而汽车,包括车用摄像设备、平视显示(HUD,Heads up display)等,和物联网应用,包括云摄像头、家庭监控等,更成为 GEO 主要关注的市场。
eWarp 在车用摄像和 HUD 中的应用
John Casey,GEO Semiconductor 副总裁和总经理,更详细地介绍了在车用摄像和平视显示 HUD 中的应用。
「车用摄像头 2010 至 2018 年的复合增长率会达到 24.4%,其中,在 2014 年 Honda 和 Acura 在其新车中 100%会采用摄像头,」 Casey 介绍到, 「美国政府已强制要求至 2018 年 5 月所有的车辆安装后视摄像头。」
真实的示意图形能更好的表达通过 eWarp 处理后的显示效果。
平视显示(HUD)将成为汽车显示的未来,其复合增长率达 22.7%(2010 至 2018), 正确的应对车辆前窗的弧度以及司机的视觉高度是两个主要的挑战。
GEO 目前已推出 7 款均采用 eWarp 专利技术的芯片,包括 GW3100、GW3200、GW3210、GW3400 等,客户已超过 50 家。
GeekCar 观点:本文介绍了两家来自硅谷的半导体公司在汽车电子领域的最新技术和产品,相信不久的将来这车最新的技术就会出现在您的爱车上。在此我们也看到了硅谷强大的创新思维和研发能力,以及孜孜不倦的 Geek 精神,令人惊叹。
注:本文转自 电子工程专辑
纠正扭曲的视觉世界