中國的車載毫米波雷達(dá)市場發(fā)展正在步入快車道

很多跡象表明，中國的車載毫米波雷達(dá)市場發(fā)展正在步入快車道。按照三部委聯(lián)合發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年國產(chǎn)自主品牌的汽車中，ADAS自動駕駛傳感器的新車裝配率將達(dá)到50%，到2025年將超過80%。與此同時(shí)，根據(jù)中國新車評價(jià)規(guī)程（C-NCAP），新車產(chǎn)品想要獲得C-NCAP五星評定，ADAS也成了硬性要求，這也大大加速了毫米波雷達(dá)在汽車應(yīng)用中滲透率的增長。

眾多市場研究機(jī)構(gòu)也都對汽車毫米波市場前景給出了樂觀的估計(jì)。據(jù)IHS Markit預(yù)計(jì)，到2023年，中國將成為全球最大的汽車?yán)走_(dá)市場； Strategy Analysis的分析數(shù)據(jù)稱，到2025年大中華區(qū)市場毫米波雷達(dá)的需求量將達(dá)到3100萬套。

77GHz雷達(dá)漸成主流

在通向智能駕駛的道路上，汽車毫米波雷達(dá)受到大家垂青自有其道理。盡管與攝像頭、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等汽車傳感器比較，毫米波雷達(dá)在目標(biāo)識別和分類方面有明顯不足，但其有十分突出的優(yōu)勢——作用距離長、不受光線和天氣等環(huán)境影響、成本降低空間大……所以在目前主流的L3或更高級別的量產(chǎn)車型中，毫米波雷達(dá)是不可或缺的存在。

表1，不同汽車傳感器性能比較

而在汽車毫米波雷達(dá)頻段（24GHz或77GHz）的選擇中，一個(gè)明顯的趨勢就是77GHz技術(shù)正在逐漸成為主流。究其原因，有以下幾點(diǎn)：

由于頻率高，所以77GHz雷達(dá)對小物體有更高的探測率，且對物體距離和速度的分辨率也更高；

高頻率對應(yīng)的天線尺寸也會更小，有利于整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的小型化；

77GHz是汽車?yán)走_(dá)專用波段，不用擔(dān)心其他無線通信的干擾；

隨著裝配率的提升，路面上的汽車?yán)走_(dá)會增多，而77GHz雷達(dá)有一個(gè)特性——在超過一定距離后，信號會快速衰減——這一特性可顯著減少雷達(dá)之間的信號干擾，確保ADAS的可靠性。

不過，與相對成熟的24GHz毫米波雷達(dá)技術(shù)相比，77GHz汽車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)開發(fā)的門檻也更高：它不僅需要更高性能的硬件和更高效的軟件算法，也需要開發(fā)者豐富的經(jīng)驗(yàn)積累；它不僅要滿足嚴(yán)苛的車規(guī)要求，也要在功能安全、信息安全方面做足功課。這也使得不少開發(fā)者面對77GHz汽車?yán)走_(dá)時(shí)望而卻步，或者是退而求其次選用其他方案。

鋪設(shè)開發(fā)的捷徑

當(dāng)然，這是每個(gè)新技術(shù)導(dǎo)入期都曾面臨過的問題，大家應(yīng)對這樣的挑戰(zhàn)也已經(jīng)摸索出了一些行之有效的方法。一方面，芯片廠商一直在針對77GHz汽車?yán)走_(dá)提供更新更全的硬件元器件產(chǎn)品，同時(shí)也會不斷完善相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)工具鏈；另一方面，作為連接這些新技術(shù)與最終用戶的橋梁，技術(shù)分銷商和方案商也在做很多有意義的技術(shù)整合工作，開發(fā)出可商用的解決方案，為產(chǎn)品的開發(fā)鋪設(shè)一條捷徑——安富利開發(fā)的77GHz汽車?yán)走_(dá)方案就是一個(gè)很好的例子。

一個(gè)完整的汽車毫米波雷達(dá)包含兩個(gè)關(guān)鍵部分：一個(gè)是RF模塊，負(fù)責(zé)雷達(dá)信號的收發(fā)；另一個(gè)是雷達(dá)處理器，對雷達(dá)信號進(jìn)行分析和處理。在安富利的方案中，為了確?？焖偕逃?，這兩部分均采用了恩智浦半導(dǎo)體（NXP）主流的、經(jīng)過市場驗(yàn)證的芯片產(chǎn)品。

在RF模塊部分，安富利方案選用了NXP高集成度的雷達(dá)收發(fā)器TEF8102，它提供了77GHz汽車?yán)走_(dá)所需的所有功能：

工作頻率范圍76GHz–81GHz

3個(gè)發(fā)射通道 （w/BPSK） 和4個(gè)接收通道

集成ADC，可直接向雷達(dá)處理器發(fā)送數(shù)據(jù)信號

超小尺寸，可安裝在汽車的任意位置

功耗比傳統(tǒng)雷達(dá)芯片產(chǎn)品低40%

符合車規(guī)要求以及ASIL功能安全規(guī)范

圖1，安富利 77GHz汽車?yán)走_(dá)方案收發(fā)器（圖片來源：安富利）

在雷達(dá)處理器上，安富利的77GHz汽車?yán)走_(dá)方案采用的是NXP一顆經(jīng)典的明星產(chǎn)品S32R274。

從處理器計(jì)算性能來看，S32R274采用多核架構(gòu)，集成了雙Power Architecture e200z7 32位CPU和帶有校驗(yàn)器內(nèi)核（在鎖步操作中可用）的雙Power Architecture e200z4 32位CPU，具有2MB閃存（帶ECC）、1.5MB SRAM（帶ECC）。同時(shí)S32R274還內(nèi)置SPT 2.0雷達(dá)信號處理工具箱，為雷達(dá)信號處理提供加速。與之前的產(chǎn)品相比，S32R274的性能功耗比提高了4倍多。

具有完備的雷達(dá)接口，包括：MIPI-CSI2（4個(gè)數(shù)據(jù)通道）、ΣΔ-ADC（4個(gè)12位10MSps器件）、DAC （10MSps）。

符合AEC-Q100車規(guī)，符合ISO26262 SEooC至ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)，具有CSE2加密服務(wù)引擎，讓開發(fā)者在功能安全、信息安全、可靠性等方面沒有后顧之憂。

此外，S32R274還提供豐富的接口，支持各種車載總線通信。

圖2，S32R274雷達(dá)處理器框圖（圖片來源：NXP）

在上述兩個(gè)核心部件基礎(chǔ)上，安富利還整合了其他高性能和高可靠性的元器件，形成一個(gè)完整的77GHz汽車?yán)走_(dá)方案。除了硬件，安富利還提供了完整的評估軟件，如Beam Forming 算法和CFAR，盡可能滿足開發(fā)者設(shè)計(jì)資源所需。

圖3，安富利 77GHz汽車?yán)走_(dá)方案硬件系統(tǒng)框圖（圖片來源：安富利）

綜上所述，汽車行業(yè)的發(fā)展和國家政策的驅(qū)動，正在讓智能駕駛加速走進(jìn)人們的生活，也讓77GHz汽車毫米波雷達(dá)的發(fā)展迎來了機(jī)遇。想上馬77GHz汽車?yán)走_(dá)，趕上這場市場盛宴，安富利提供的這樣一個(gè)完整的方案可以讓你的開發(fā)走一條捷徑，這樣一來你未來產(chǎn)品的前途和「錢」途都差不了。