安森美半导体:让汽车更安全
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在2016年的慕尼黑展会上,汽车无疑是重头戏之一。各大厂商都使出浑身解数欲在激烈的市场竞争中拔得头筹,争夺霸主的位置。安森美半导体作为全球第七大汽车半导体(除微控制器以外的第二大)供应商、第一大汽车图像传感器厂商,公司2015年汽车电子的收入已占总收入30%以上。安森美半导体还于近几年陆续收购了CYPRESS、Truesense、Aptina等公司以增强在图像传感器领域的实力。此次慕展上,安森美半导体图像传感器部中国业务开发及全球市场副总裁Sammy Yi和中国汽车解决方案工程中心高级经理张青在媒体交流会上分别介绍了汽车市场趋势、最新业务发展战略,针对重点汽车和工业/安防应用的解决方案。
张青提到,汽车电子领域主要有五大趋势:减少油耗及排放、主动安全及自动驾驶、汽车功能电子化、互通互联以及LED照明。而安森美半导体针对这五个趋势都有对应的产品解决方案。以汽车功能电子化电源趋势为例,随着当前降低汽车内电子电路成本、减小尺寸、减轻重量和实现更高可靠性的要求日益增加,安森美半导体提出了从当前分立方案转向智能功率模块(IPM)的解决方案,用于滑动门、电动助力转向(EPS)单元、泵单元(油、水、燃油)、雨刮、散热风扇和汽车空调(HVAC)单元。
还有点火系统,目的是提供电源电子电路以激励点火线圈,为在火花塞产生火花。点火模块的要求有三点:一是线圈头紧凑的空间限制;二是极强固和可靠,使用时间逾15年(在发动机舱环境下);三是出色的温度循环性能。而安森美半导体的点火系统有几个重要特性:过流保护、过压关断、B输入电阻及B-G钳位、输出电流在8~20Amps。与竞争对手相比,安森美半导体的点火系统更加强固,体积小了60%,缩短了开发者的开发时间。
无需电池的无线无源传感器
此次慕展,安森美半导体还展出世界首款无需电池的无线无源传感器。张青介绍说,该产品与现有的无线传感器相比有较大的优势。当前市面上的无线传感器大都由收发器、额外的外围元件、激励探测器及微控制器等多个IC组成,由电池供电,需要使用专用微控制器在每一节点对感测到的数据进行本地后处理。这类方案由于所需元件数较多,且后期使用需要维护,导致成本较高,目标市场有限。而安森美半导体的无需电池的无线无源传感器则将多个传感器和功能集成到单个芯片(远程中央处理单元进行后处理)。这种创新方案的优势在于集成度高,元件数较少,单个处理单元可为多个传感器工作,无需后期维护,较传统的无线传感器降低成本和能耗,且市场扩展性极高。
他还介绍到,无需电池的无线无源传感器的核心是MagnusR-S IC和一个远程无线收发器。MagnusR-S是一个系统单芯片,集成了能量收集引擎、感测湿度或压力的ChameleonTM传感器引擎、温度传感器、感测接收到的能源的距离传感器及存储独特ID的非易失性存储器;远程无线收发器用于收集感测信息并对其进行后处理,每秒能收集来自100个传感器的数据。
安森美半导体的无需电池的无线无源传感器集成Magnus系统单芯片,无需外接电源,能无线感测温度、湿度、压力和距离,提供更强固的高能效设计,用于汽车胎压监测系统、座椅压力检测、整车漏水检测及液位检测具有显著的成本、能效及可靠性优势,是省去当今汽车油箱里的敏感电子和机械装置的第一步,其可定制的灵活性使其能扩展至汽车其它感测应用及医疗、工业、物联网等多个领域。
从被动到主动,让汽车更安全
据调查表明,汽车图像传感器市场在2014~2018年的收入年复合增长率将为28%,主要是由主动安全特性带动的爆发式增长。而在汽车图像传感器市场,安森美半导体以46%的市场份额位列第一。
汽车方面的主动安全是为了帮助保持汽车在控制下和/或防止意外事故的设备和系统,如后视摄像机、车道偏离预警、主动巡航控制-汽车停止、先进前大灯。Sammy Yi说,图像传感器“是自动驾驶的核心”,未来也会呈现持续增长趋势,预计显示每辆自动汽车可多达19颗CMOS图像传感器。安森美半导体具有10多年的汽车CMOS图像传感器经验,并且还致力于下一代汽车方案和技术。
Sammy Yi重点提到了LFM技术(专利申请中),该技术主要用于消除交通信号灯和汽车LED照明的高频LED闪烁,令交通信号阅读算法能于所有光照条件下工作,为先进驾驶辅助系统(ADAS)应用确立了一个新基准。采用该技术的AR0231AT具有1/2.7英寸(6.82 mm)光学格式和1928(水平)x 1208(垂直)有源像素阵列,采用最新的3.0微米背照式(BSI)像素及安森美半导体的DR-Pix™技术,提供双转换增益以在所有光照条件下提升性能,它以线性、HDR或LFM模式捕获图像,并提供模式间的帧到帧情境切换,用于ADAS、ADAS+视觉融合、HDR成像和车镜取代等。
该新器件提供达4重曝光的高动态范围(HDR),以出色的噪声性能捕获超过120dB的动态范围。AR0231AT能同步支持多个摄相机,以易于在汽车应用中实现多个传感器节点,和通过一个简单的双线串行接口实现用户可编程性。它还有多个数据接口,包括MIPI(移动产业处理器接口)、并行和HiSPi(高速串行像素接口)。其它关键特性还包括可选自动化或用户控制的黑电平控制,支持扩频时钟输入和提供多色滤波阵列选择。
此外,安森美半导体的工业图像传感器市占也是全球称冠。本次展会展出的产品如PYTHON产品系列,现共计9款不同器件提供从VGA到超过2500万像素的分辨率,这高性能系列解决工业成像通用应用的需求,如机器视觉、检查及运动监控、安防、监控和智能交通系统(ITS)等,其中, PYTHON 1300和PYTHON 5000还提供低功耗配置,通过降低帧率优化功耗,同时保留PYTHON系列的高光学性能。