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世平集團推出 ADI,Atmel,NXP,TI 汽車安全系列方案

 2011-08-17
隨著汽車工業的飛速發展和汽車擁有量的大幅提升,每年由於交通事故造成的人員傷亡和財產損失也在隨之大幅的增加。汽車的被動安全性能也就自然而然的越來越受到廣大國人的關注。廠家也越來越多的把自己產品的安全性當作宣傳的重點,越來越多的工程師和研發人員開始專注於這一領域。汽車安全技術涉及的範圍越來越廣、越來越細,並朝著集成化、智能化、系統化、全員化的方向發展。

針對這一市場,世平集團推出ADI,Atmel,NXP,TI 汽車安全系列方案
  1. ADI 視覺 ADAS 解決方案
  2. Atmel 主動式轉向頭燈系統
  3. NXP 汽車車鎖 IMMO/RKE/PKE解決方案
  4. TI 胎環壓力檢測系統

  1. ADI 視覺 ADAS 解決方案

    應用描述
    基於視覺的進階駕駛員輔助系統 (ADAS) 可以從多方面大大提升行車安全性。透過安裝後視/前視/側視攝像頭和視覺處理ECU,可以實現多種功能來幫助駕駛員提前防範風險。受歡迎的應用包括車道偏離告警 (LDW)、遠光近光調整 (HB/LB)、交通標誌識別 (TSR)、泊車輔助、後視/環視、防撞等。據報告稱,目前有 70% 的汽車具備後視功能,30% 的高檔汽車具備前視功能,到 2015 年這一比例預計會達到 60%。

    系統要求和設計挑戰
    視覺 ADAS 系統通常包括視頻放大、編碼、傳輸、解碼、處理和顯示功能。攝像頭解析度趨向於越來越高,數量越來越多。每個系統的功能數量不斷增多,舒適功能逐漸讓位於安全功能,所有這些趨勢都提升了對處理器的要求。與此同時,對信號處理功耗成本比的要求則更高。

    ADI 公司解決方案
    ADI 公司的 Blackfin® 處理器能夠提供成熟可靠的高性能視頻處理解決方案,適用於從單功能到多功能的各種系統。新一代處理器中集成的視覺預處理器能夠顯著減輕處理器的負擔,從而降低對處理器的性能要求。ASIL (汽車安全完整性等級) 特性支援汽車安全概念。優化的編譯器和「圖像工具箱」演算法庫能夠最大程度地提升效率和 MIPS,基於軟體的架構有助於用戶推出與眾不同的終端產品。此外,ADI 公司還提供品種豐富、性能優異的視頻解碼器/編碼器、視頻多路複用器/開關和視頻放大器。

    主信號鏈
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    ADI公司產品
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    設計資源
    Blackfin 圖像處理工具箱 (ITB)。它包含一整套軟體模塊形式的圖像處理代碼,兼容 MISRA-C,針對 Blackfin 處理器進行了優化。ITB 產品訊息頁面http://www.analog.com/BF_IPTBX_00

    功能包括︰
    • 色彩轉換
    • 形態運算,如侵蝕和膨脹等
    • 圖像濾波器
    • 估計器,如凱爾曼濾波器等
    • ADAS 模塊,如霍夫變換、2D 積分圖像和魚眼校正等
    • 圖像濾波器,如卷積、索貝拉 (Sobel) 和相關等
    • 矩陣運算
    • 線性代數
    • 金字塔
    • ADSP-BF53x/ADSP-BF54x/ADSP-BF561評估板EZ-KIT Lite®
    • Blackfin DSP 集成開發環境︰ VisualDSP++®
    • 視頻解碼器、編碼器/DAC、視頻放大器、視頻多路複用器等的評估板

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  2. Atmel 主動式轉向頭燈系統
    ATmega32M1 系列是 ATMEL 根據 AVR RISC 核心所改進的一個低功率 CMOS 8bit 微型控制單元,執行速度為一個指令一個機械週期, 且功耗可以針對處理速度而優化。

    ATmega32M1提供以下特點 :
    • Flash : 32 Kbytes
    • RAM : 2048 bytes
    • EEPROM : 1024 bytes
    • PWM : 10
    • ADC : 10bit / 11 single / 3 differential
    • DAC : 10bit
    • CAN : Yes
    • LIN/UART : Yes
    • SPI : Yes
    • Temp-Sen : Yes
    • Package : TQFP32 / QFN32 / 7*7mm
    • Operating Voltage : 2.7V - 5.5V
    • Extended Operating Temp : -40°C to +125°C AEC-Q100 grade 1
    • Core Speed Grade : 0-8MHz/2.7-4.5V 0-16MHz/4.5-5.5V

    主動式轉向頭燈系統的設計用意在於辨別前方道路並照亮彎道轉角,尤其是在夜間進行連續或大角度轉向時,會在車輛完全直行之前的瞬間,導致出現頭燈照明與行進方向不一致。雖然這「空窗期」並不長,但在某些緊急狀況下卻可能造成危險,於是車廠便推出了主動式轉向頭燈,以提供更加安全、更加趣味的夜間駕乘體驗。

    本系統是由 ATmega32M1 精準控制的步進馬達所操控, 一旦車輛進行轉向時,頭燈也會依照行車速率、角度調整照射方向,提早照明前方的轉彎路段、進而消除死角,大幅提升行車安全。

    在新一代的設計中,本系統亦經常與氙氣頭燈搭配組合,以求得更寬廣的照明角度與更深遠的視野。這些新規格亦只需 ATmega32M1 即可完成。

    綜觀以上說明及特點, ATmega32M1 適合用來開發車用主動式轉向頭燈系統 AFS(Adaptive Front Lighting System)。
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  3. NXP 汽車車鎖 IMMO/RKE/PKE解決方案
    汽車安全與防盜最初的電子化開始於 1994 年的引擎防盜 (IMMO),NXP 作為第一家半導體公司把 RFID 的電子標籤技術成功的應用於汽車電子引擎鎖︰透過汽車與鑰匙間的 125kHz 的無線通訊實現電子身分識別,來判斷啟動汽車引擎。這一技術極大的提升了汽車的安全性,很快就在歐洲以及北美地區廣泛應用, NXP 適時推出的集成方案 (Combi) 把引擎防盜和遙控鑰匙合二為一,即遙控鑰匙(RKE),用壹顆晶片來實現,既提升了系統的安全性,又降低了整個鑰匙的成本,逐漸替代獨立的遙控鑰匙成為歐美日市場上的主流方案。當然,在射頻通訊上其依然保留單向通訊,安全性並沒有本質的提升。

    2003,NXP 推出了無鑰匙系統 (PKE 或稱 PEPS),徹底改變了汽車安防應用領域的發展前景,給用戶帶來了全新舒適與便利的體驗︰車主在整個駕車過程中都完全不需要使用鑰匙,只需要隨身攜帶。當車主進入車子附近的有效範圍時,車子會自動檢測鑰匙並進行身分識別,其在安全性方面也有了本質的提升,透過低頻和射頻的雙向通訊,汽車與鑰匙之間可以完成複雜的雙向身分認証,從 2003 年少量高端車型成功量產無鑰匙系統開始,全球市場用了兩到三年的時間推展普及這壹技術,目前,幾乎全球每壹個主流車廠都有應用 NXP 的無鑰匙產品,覆蓋中高端的車型,甚至是低端車型。
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    功能特性
    1. IMMO(引擎防盜),是在通用的VATS基礎上發展起來的,在防盜原理上傳承了VATS的思路,即利用鑰匙中晶片的密碼與起動電門中的密碼進行匹配來控制發動機的起動,以達到防盜的目的。
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    2. RKE(遙控鑰匙),NXP適時推出的集成方案 (Combi) 把引擎防盜和遙控鑰匙合二為一,即遙控鑰匙(RKE),用壹顆晶片來實現,既提升了系統的安全性,該晶片擁有HITAG2和車用遙控門鎖應答器,結合了現有HITAG器件(PCF7936)經過驗証的防盜安全功能以及遙控門鎖的便利性。
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    3. PKE(無鑰匙系統),NXP為首家量產PKE方案的半導體廠商,並可以提供完整的解決方案,該系統繼承了集成了IMMO、RKE的所有功能 ,作為新壹代防盜技術正在逐步發展壯大,目前已經從高檔車市場逐步進入中檔車市場, PKE是一個智能鑰匙,類似於智能卡。當駕駛者踏進指定範圍時,該系統透過識別判斷如果是合法授權的駕駛者則進行自動開門。上車之後,駕駛者只需要按壹個按鈕即可啟動點火開關。

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    Product Range System Ownership
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    Product Road map
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  4. TI 胎環壓力檢測系統
    胎環壓力檢測系統 (TPMS,Tire Pressure Monitoring System),TPMS 主要分為兩種類型,一種是間接式TPMS,這種系統是透過汽車ABS系統的輪速傳感器來比較車輪之間的轉速差別,以達到監視胎壓的目的。另一種直接式TPMS,是利用安裝在每一個胎環裡的壓力傳感器來直接測量胎環的氣壓,並對各胎環氣壓進行顯示及監視。
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    間接式TPMS 與 直接式 TPMS
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    TI TPIC82000
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