TEF810X 76 GHz至81GHz車載雷達收發(fā)器技術(shù)手冊

概述
TEF810X汽車雷達收發(fā)器是一款單芯片汽車調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達收發(fā)器，適用于短程、中程和遠程雷達應(yīng)用，覆蓋76 GHz至81 GHz的整個汽車雷達頻段。
數(shù)據(jù)表：*附件：TEF810X 76 GHz至81GHz車載雷達收發(fā)器技術(shù)手冊.pdf

該封裝芯片為所有關(guān)鍵毫米波功能提供了低功耗且完全集成的解決方案，在每個接收路徑中都集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。毫米波前端部分由一個波形發(fā)生器和靈活的頻率控制組成，有三條發(fā)射鏈，具備二進制相位控制和輸出電平穩(wěn)定功能，以及四條接收鏈，具有高輸入壓縮比和低噪聲系數(shù)。

每條接收鏈都包含高通濾波器，用于抑制強低頻信號，以及低通濾波器，用于抑制ADC混疊頻帶中的信號。每條接收鏈都包括一個12位逐次逼近型寄存器（SAR）ADC，有效采樣率為40 MS/s（每秒M個采樣 ）。ADC之后是一個可編程抽取濾波器，抽取因子為1、2、4、8和16。

來自四條接收鏈的數(shù)字化信號經(jīng)過串行化處理。有兩種數(shù)字輸出變體可供選擇：

• TEF8101通過四條高速低壓差分信號（LVDS）數(shù)據(jù)線輸出，外加一個位時鐘和幀時鐘信號，用于數(shù)據(jù)同步。
• TEF8102包括一個具有四條數(shù)據(jù)通道和一條時鐘通道的CSI - 2 - DPHY接口。

該芯片采用全雙工SPI接口，最大傳輸速率為40 Mbps，用于在雷達芯片和主微控制器之間進行雙向數(shù)據(jù)交換和監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸。

TEF810X包含一個功能安全監(jiān)測電路，用于跟蹤關(guān)鍵運行參數(shù)，如芯片溫度、與印刷電路板（PCB）的射頻連接狀態(tài)、鎖相環(huán)（PLL）在頻率啁啾期間的鎖定狀態(tài)等。監(jiān)測電路將一些監(jiān)測功能轉(zhuǎn)移到由微控制器實現(xiàn)的TEF810X中，創(chuàng)建了一個虛擬分層功能安全概念，TEF810X功能安全監(jiān)測電路為內(nèi)層。

該雷達收發(fā)器采用7.5 mm × 7.5 mm嵌入式晶圓級球柵陣列（eWLB）封裝。該封裝具有15 × 15尺寸的球柵陣列（BGA），間距為0.5 mm，便于與各種天線板技術(shù)進行接口連接。

特性

• 單芯片全集成汽車調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達收發(fā)器，具備數(shù)字輸出
• 依據(jù)ISO26262安全分析與優(yōu)化方法（SEooC）開發(fā)，支持汽車安全完整性等級B（ASIL - B）應(yīng)用
• 覆蓋76 GHz至81 GHz的汽車雷達頻段，面向全球汽車市場的短程、中程和遠程雷達應(yīng)用
• 毫米波前端部分由波形發(fā)生器和靈活的芯片控制組成，帶寬高達2 GHz，有三條發(fā)射鏈，具備二進制相位控制和輸出電平穩(wěn)定功能，以及四條接收鏈，具有高輸入壓縮比和低噪聲系數(shù)
• 定時引擎通過簡單編程數(shù)字寄存器控制定時參數(shù)和前端配置，支持不同的多輸入多輸出（MIMO）雷達工作模式
• 發(fā)射（TX）信號的相位可在芯片到芯片基礎(chǔ)上由定時引擎控制，或由數(shù)字I/O信號直接連接到不同接收部分的二進制移相器進行控制
• 每條接收鏈包含可編程高通濾波器，用于抑制強低頻信號，以及低通濾波功能，用于抑制ADC混疊頻帶中的信號
• 每條接收鏈包括一個12位逐次逼近型寄存器（SAR）ADC，有效采樣率為40 MS/s 。ADC之后是一個可編程抽取濾波器，抽取因子為1、2、4、8和16
• TEF8101：通過四條高速低壓差分信號（LVDS）線輸出數(shù)據(jù)，有兩種模式：原始ADC串行數(shù)據(jù)流，或打包格式并附帶循環(huán)冗余校驗（CRC）信息
• TEF8102：四條數(shù)據(jù)線和一條時鐘線。數(shù)據(jù)速率可在120 Mbps至480 Mbps之間配置，具體取決于抽取因子
• 芯片采用全雙工SPI接口，最大傳輸速率為40 Mbps，用于在雷達芯片和主微控制器之間進行雙向控制和監(jiān)測數(shù)據(jù)交換
• TEF810X包含一個功能安全監(jiān)測電路，用于跟蹤關(guān)鍵運行參數(shù)，如芯片溫度、與印刷電路板（PCB）的射頻連接狀態(tài)、鎖相環(huán)（PLL）在頻率啁啾期間的鎖定狀態(tài)等
• 功能監(jiān)測電路將一些通常由微控制器執(zhí)行的監(jiān)測功能轉(zhuǎn)移到TEF810X中，創(chuàng)建了一個“分層功能安全”概念，TEF810X功能監(jiān)測電路為內(nèi)層
• 典型條件下總平均功耗低于1.2 W（2TX占空比為50% ），峰值功耗低于2.5 W
• 工作結(jié)溫范圍為 - 40°C至135°C
• 閉環(huán)線性頻率調(diào)制，典型芯片非線性度小于0.2%
• 三芯片模塊，集成低相位噪聲發(fā)生器

應(yīng)用

汽車前部應(yīng)用：

• 自動緊急制動（AEB）
• 自適應(yīng)巡航控制（ACC）
• 窄道輔助
• 側(cè)向碰撞規(guī)避
• 側(cè)面預(yù)碰撞
• 交通擁堵輔助

汽車后部應(yīng)用：

• 變道輔助（LCA）
• 盲點檢測（BSD）
• 后方交叉交通警報（RCTA）
• 后方預(yù)碰撞
• 停車輔助（PA）

TEF810X框圖

應(yīng)用信息

圖2展示了基于單個TEF810X器件的雷達傳感器的整體配置。主要功能模塊包括TEF810X、微控制器（MCU）、電源網(wǎng)絡(luò)以及控制器局域網(wǎng)（CAN）、FlexRay或以太網(wǎng)接口。

TEF810X與MCU之間的接口完全由數(shù)字信號組成，數(shù)字化和串行化后的接收信號通過LVDS或CSI - 2線（雷達數(shù)據(jù)鏈路 ）傳輸。此外，與通用輸入/輸出（GPIO）線相結(jié)合，這些線在3.3 V的標稱邏輯電平下工作，用于定時信號傳輸、SPI編程和功能監(jiān)測接口。