围绕可拓展的计算能力,提供全覆盖的汽车电子应用方案——瑞萨电子亮相2023慕尼黑上海电子展
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2022年,瑞萨电子在全球MCU市场的份额达到了17%,位居全球第一;在汽车MCU市场,市场份额高达30%,位居全球第一。而在汽车SoC领域,瑞萨电子也在近年来积极拓宽R-Car的产品组合,推出自有核之外的Arm Core的产品,不断提升产品竞争力。
而在汽车市场能够取得成功,并不仅仅来自其产品的性能优势,整车厂和Tier1客户更多看重的是芯片厂商提供的整体方案的能力。瑞萨电子也于近年来围绕着MCU和R-Car SoC产品,推出了覆盖高性价比到高性能、涵盖智能座舱、ADAS、电机控制、电池管理和无线充电等等一系列的全套解决方案。
在近日2023慕尼黑上海电子展上,我们打卡了瑞萨电子的展位,深刻体会到了瑞萨电子在汽车电子领域强大的方案能力和广泛的覆盖面。在此,挑选几个更具特色的方案分享给大家。
覆盖自动驾驶L2-L4级别的可拓展ADAS方案
在ADAS与自动驾驶解决方案展区中,基于瑞萨电子R-Car V4H搭配Hailo-8的解决方案尤为引人关注。自动驾驶应用需要通过深度学习来实现高精度的物体识别,而深度学习推理处理需要大量数据计算和内存容量。为了满足这些需求,瑞萨电子和Hailo公司合作开发了R-Car V4H配Hailo-8的解决方案,人工智能和计算性能的可扩展性为自动驾驶L2-L4提供了灵活性,满足不同客户不同车型上对AI性能的要求。
Hailo是一家以色列的AI芯片初创公司,该公司希望通过智能边缘技术弥合现有和未来AI技术之间的差距。Hailo的Hailo-8边缘AI处理器具有26TOPS的算力。这一个小型、低功耗(2.5W)和独立的芯片可以实时处理高分辨率视频。而R-Car V4H则是瑞萨电子推出的16nm高集成度单芯片ADAS ECU芯片,内部集成了4个1.8Ghz的Cortex-A76内核,3个1.4Ghz的锁步Arm Cortex-R52内核,600的MHz AXM-8-256 GPU,ISP,专用的DL和计算机视觉I/P等。
R-Car V4H是能够提供低功耗单芯片ADAS/AD解决方案,并使用汽车摄像头实现高精度和高速的自定位预测。高达34TOPS的深度学习性能,不仅支持处理语义分割,还能够处理分类和对象检测。在现场同样也有R-Car V4H单芯片实现预测自定位和语义分割的解决方案展出。
既然本身R-Car V4H就具备强大的计算能力,而与Hilo-H8的协同,则为AI计算提供了更高的可扩展性,使L2-L4设计具有灵活性和成本效益。两者的合作,让客户可以在从60TOPS到超过170TOPS的应用需求上,都能够获得性能均衡的解决方案。并且该方案是透过一个开放的软件生态系统,为OEMs/Tier 1提供更多的控制和创新的可能性和灵活性。
虽然当前业界在智驾芯片上的算力角逐愈发激烈,但不可否认的是今年整车厂面临较大的cost-down的压力。而像R-Car V4H+Hailo-8这样灵活的方案,无疑会是一种很好的选择。
支持360度探测的“卫星”架构雷达系统
没有高清雷达系统,高算力也就毫无用武之地。而从整车雷达架构发展来看,卫星架构是业界发展的方向。瑞萨电子也展出了基于RAA270205雷达收发器+R-Car SoC作为中央单元的自动驾驶卫星雷达解决方案。
据悉,RAA270205是一款高性能76-81GHz雷达收发器,配备4Tx和4Rx信道,最多支持16个MIMO(多输入和多输出)通道。瑞萨雷达收发器设计用于优化射频性能,保持低噪声和低功耗,还具有高速ADC(模数转换器)和高速数据接口,适用于4D成像雷达和卫星雷达。多个卫星雷达单元连接到基于R-Car SoC的中央处理单元,该中央处理单元融合传感器数据以实现360°探测范围。
RAA270205的背景来源于瑞萨电子去年年初收购的一家名为Steradian Semiconductors的公司,通过收购之后双方技术融合设计了该产品。作为支持角雷达和中央处理雷达架构的MMIC,RAA270205特别适用于成像雷达、远程前视雷达和4D雷达,还可通过级联方式实现通道数和雷达分辨率进一步拓展。
此外值得一提的是,RAA270205具有和高达5GHz的带宽,有着比竞品快近三倍的112.5MSPS ADC采样率;功耗为1.2W,比同类收发器低50%;噪声系数为9dB,比其他雷达收发器低3dB。
透过RAA270205和R-Car SoC中央单元的组合,该方案能够满足L3级别的自动驾驶应用对于雷达数据的严苛要求。
ADAS对于高性能算力需求较高,因此汽车智能化解决方案大多围绕着R-Car系列SoC展开。而在其他一些更关注控制的应用方向上,RH850系列则是更合适的选择,在展台现场我们看到的更多的汽车电气化方向上的解决方案,大多都能够看到RH850的身影。接下来挑选两款为大家介绍一下。
SBC+AFE+MCU的完整汽车BMS方案
在汽车电气化的应用中,最为受关注的当属主驱逆变器的方案和BMS的方案。而瑞萨电子此次也都均有相应的方案展出,我们先来看BMS的方案。瑞萨电子的方案优势在于完整度非常高,是SBC+AFE+MCU的汽车BMS完整评估和开发平台,这正是因为其同时具备MCU、模拟和电源几大优势产品组合。
在此Demo中,系统基础芯片(SBC)采用了瑞萨电子的RAA271082/4,这是一款适配式多轨电源的汽车级电源管理芯片,包含一个初级高压同步降压式稳压器、两个次级低压同步降压式稳压器和一个LDO稳压器。在功能安全方面该器件该符合AEC-Q100 1级标准,同时符合ASILD ISO26262开发流程。
控制部分选择了瑞萨电子的RH850,可以按照实际需求选择具体型号。RH850是车规级的MCU,提供了一系列可供选择的CPU内核结构满足不同的汽车应用需求。
在AFE和MCU之间的传输物理层,进行SPI信号和差分信号转换的是瑞萨电子的RAA271720/1。而在真正的前端感知层,可以选择RAA2717xx和RAA2718xx进行多通道的采样;同时也可以选择RAA271722进行高压采集和电流采集。
双电机控制最顶级驱动效率
在主驱逆变器的方案中,瑞萨电子展出的一款Turn-key的方案受到了大家的关注,这一解决方案据称能够为双电机控制最顶级驱动效率。
据悉,该方案是内嵌旋变解码器到数字转换器单片机RH850C1M-A2以及专用PMIC的整体电机控制解决方案,可显著减少电路板面积和BOM成本,可广泛应用于纯电或混动汽车电机控制。
RH850C1M-A2采用两个RH850 G3MH CPU内核,主频320MHz,还包括一个锁步双核。在电机控制方面提供3个电机控制定时器 (TSG3),2个R/D转换器 (RDC3A)和1个增强型电机控制单元 (EMU3)。
在此方案中,PMIC选择了RAA270000KFT,这是专为RH850适配的电池管理IC,预驱动部分选择了6颗RAJ2930XX,而IGBT则是采用了高性价比的RJQ7031。
除了电机驱动的主要功能外,在此方案中瑞萨还可以提供硬件及即时启动电机控制软件的配套整体方案支持,缩短客户开发周期。
结语
凭借着在汽车MCU、SoC上的强大市场份额,再叠加上近年来不断通过技术并购强化而来的电源和模拟能力,瑞萨电子已经能够为汽车客户提供从高性价比到高性能、从智能化到电气化全覆盖的方案。而随着后续其SiC的量产,瑞萨电子在汽车电子上的版图也会更加完整,成为无可撼动的汽车芯片和解决方案顶级供应商。