當前汽車市場正在經(jīng)歷一場深刻變革。市場需求變化、行業(yè)技術進步和國際競爭加劇帶來了對車輛系統(tǒng)本身的可靠性、人機交互的安全性、駕乘的舒適性、兒童乘員的保護等諸多挑戰(zhàn)與風險，汽車工程師面臨著前所未有的研發(fā)壓力。

半導體技術如何幫助汽車工程師實現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新？德州儀器(TI)有著非常廣泛的模擬和數(shù)字化產(chǎn)品，主要專注在六大領域，第一是在更小的體積內(nèi)實現(xiàn)更快速的充電；第二是設計更加可靠的汽車高壓系統(tǒng)；第三，對聲音、圖像等信號更準確地感知；第四，更加無縫的、不受干擾的信息安全傳輸；第五，更加智能的數(shù)據(jù)處理；第六，更加準確的電機驅(qū)動和控制。

德州儀器(TI)車載娛樂系統(tǒng)總經(jīng)理盧璟認為當前汽車行業(yè)有兩大創(chuàng)新領域，這兩大領域的創(chuàng)新和半導體的創(chuàng)新息息相關。第一點是更嚴格的安全法規(guī)標準。隨著旨在提高乘客安全功能的新法規(guī)和汽車安全評鑒項目的陸續(xù)出臺，汽車制造商需要集成更準確、穩(wěn)健的車內(nèi)感知系統(tǒng)，以滿足車輛在行駛和停止時遇到的各種場景下，監(jiān)控車內(nèi)外情況。第二點是更出色的音頻性能。如今越來越多的車型需要配備出色音頻性能的沉浸式車內(nèi)娛樂系統(tǒng)，以滿足消費者在行駛途中獲得沉浸、舒適的座艙體驗。

傳統(tǒng)解決方案是增加更多的傳感器和音頻設備，這不僅會提高成本，也會使整個系統(tǒng)的復雜性增加。而TI近日推出的支持邊緣AI的全新雷達傳感器和汽車音頻處理器能夠在這兩個方向上更好地解決工程師的難題。

安全、安全、安全！采用支持邊緣AI的雷達傳感器更可靠

在自動駕駛領域，毫米波雷達正以高精度、全天候工作、強抗干擾及低成本優(yōu)勢提供卓越的環(huán)境感知能力。而通過邊緣AI的加持可以更顯著提升毫米波雷達的性能和效率，通過深度學習算法優(yōu)化現(xiàn)實場景中活動目標的精準跟蹤與定位，為智能決策提供強大支持。

TI新推出的AWRL6844 60GHz毫米波雷達傳感器，通過運行邊緣AI算法的單個芯片，它能夠支持用于座椅安全帶提醒裝置的乘員監(jiān)測、車內(nèi)兒童檢測和入侵檢測等三種車內(nèi)檢測應用，支持原始設備制造商(OEM)滿足不斷變化的歐洲新車安全評鑒協(xié)會(Euro NCAP)設計要求，配備4x4天線陣列，內(nèi)置專有片上加速器和DSP，支持邊緣AI模型運行，可增強車內(nèi)監(jiān)測，同時將車內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)總實施成本降低50%。

AWRL6844有兩大突出特點：一是集成四個發(fā)送器和四個接收器，能夠提供高分辨率的檢測數(shù)據(jù)。二是運行AI邊緣算法，采集的數(shù)據(jù)輸入到應用特定的AI驅(qū)動算法中，這些算法在可定制的片上硬件加速器和DSP上運行，可以更加精確地感知、定位和分類車上的物體和門類，最終可以支持當前安全法規(guī)要求的三種車內(nèi)的安全檢測算法。

拿車輛從啟動到停車熄火的過程舉例說明。在啟動及行駛過程中，AWRL6844會不斷檢測和定位乘員有沒有系安全帶并且提醒，準確率高達98%，且能夠區(qū)分人類和無生命重物。停車后，它會使用神經(jīng)網(wǎng)絡技術監(jiān)控車內(nèi)是否有無人看管的嬰兒或者兒童，并且能夠?qū)崟r檢測到車內(nèi)微小的動作，分類準確率超過90%，支持檢測5名乘客。同時在低功耗模式下可以做到每秒10次的安全入侵檢測，平均功耗不到50mW且入侵檢測的精度可達到98%。這種直接檢測技術可以幫助OEM滿足2025年Euro NCAP的設計要求。而當車輛停好時，它會通過智能掃描技術來適應不同的環(huán)境，從而減少由于車身晃動和外部物體運動所引起的誤報。

無論是2024版中國新車評價規(guī)程（C-NCAP），還是2025年的Euro NCAP，都對乘員保護、弱勢道路使用者保護、主動安全提出了更嚴格的要求。安全檢測技術的實現(xiàn)需要有更強或者更先進的技術來支撐。TI的AWRL6844芯片可以更好地解決這類需求：四發(fā)四收傳感能力提供更精確的感知能力，通過運行AI算法提升整體的精度，通過單芯片即可實現(xiàn)三個安全檢測應用，在系統(tǒng)布置的角度去降低復雜性和成本。和傳統(tǒng)方案對比，這款芯片可用一半的成本來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。

開啟一路聽覺盛宴，TI完整音頻產(chǎn)品系列打造汽車超凡音頻體驗

如今的汽車上用到很多高端音頻技術和音頻應用，以提供更加出色的音頻體驗，比如沉浸式的3D立體聲、語音交互、電動車主動噪聲消除、安全功能提醒等。這就需要一顆更強大的芯片來支持汽車實現(xiàn)這么多不同的功能。在這樣的背景下，TI推出了AM275x-Q1和AM62D-Q1兩款產(chǎn)品。

AM275x-Q1 MCU和AM62D-Q1處理器通過將TI基于矢量的C7000 DSP核心、Arm核心（A53的內(nèi)核或者R5的內(nèi)核）、存儲器、音頻網(wǎng)絡和硬件安全模塊集成到一個符合功能安全要求的SoC中，從而減少汽車音頻放大器系統(tǒng)所需的元件數(shù)量。盧璟表示，C7000核心與矩陣乘法加速器結合，共同構成了一個神經(jīng)處理單元，用于處理傳統(tǒng)音頻算法和基于邊緣AI的音頻算法。這些汽車音頻SoC可進行擴展，設計人員可以根據(jù)不同的存儲器和性能需求，從入門級到高端系統(tǒng)中進行選擇，只需進行很少的重新設計，不需要大量投資。

這兩款處理器都集成了新一代的C7000的DSP內(nèi)核，處理性能比行業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品高出4-8倍，最高主頻可達1GHz，每個內(nèi)核提供40GFLOPS的計算能力。基于此，它才可以很好地解決音頻上各類算法的要求。此外，C7x DSP基于256位的矢量運算架構，內(nèi)核可以根據(jù)單周期訪問L2的儲存器。這和市面上其他以1/2或者1/3主頻訪問內(nèi)存做對比，它的運算速度會更快。

盧璟舉了一個例子。在今年的CES全球消費電子展上，TI展出一個音頻Demo，它采用基于12路的3D立體聲的算法，在C7000的DSP內(nèi)核運行，CPU占有率不到10%。除了做3D沉浸式算法之外，它也為主動降噪算法、車輛預警算法等其他的音頻算法預留了非常充足的余量。

為了幫助OEM選擇更合適的產(chǎn)品系列去適配不同車型的要求，TI提供兩種不同架構以滿足多樣化用例。AM275x-Q1定位為單芯片解決方案，無需外置DDR，片上集成了大容量存儲器（最高10.75MB），簡化了系統(tǒng)設計，降低成本，適用于對成本敏感的應用場景。而AM62D-Q1基于DDR內(nèi)存，片上集成1.25MB儲存器，但支持更大容量的內(nèi)存擴展，并最多可集成4個A53內(nèi)核，方便客戶將原有的基于Arm的音頻代碼快速遷移到新平臺上，加速產(chǎn)品開發(fā)進程，適用于需要更大內(nèi)存和更強Arm處理能力的應用場景。

此外，盧璟還介紹了一款優(yōu)化汽車音頻設計的音頻放大器TAS6754-Q1，它采用TI創(chuàng)新的單電感器(1L)調(diào)制技術，且相比傳統(tǒng)D類音頻放大器（單通道雙路轉(zhuǎn)換），每通道使用一半數(shù)量的電感器即可實現(xiàn)D類性能。單電感方案還有助于提高系統(tǒng)的可靠性和電磁兼容性（EMC）性能，進一步提升產(chǎn)品的整體競爭力。

TI希望在不增加系統(tǒng)成本和復雜性的情況下，為不同級別的車輛提供優(yōu)秀的技術創(chuàng)新方案。借助自身幾十年數(shù)字信號處理的專業(yè)知識以及對神經(jīng)網(wǎng)絡處理的研究，TI正在嘗試將邊緣人工智能集成到汽車技術中，幫助OEM解決他們在感知和音頻AI應用中遇到的復雜問題。未來TI將從自動駕駛、混合動力、車載娛樂、車身電子等方面持續(xù)提供創(chuàng)新產(chǎn)品，幫助OEM在汽車應用中重塑駕乘體驗。