德州儀器亮相2024慕尼黑電子展：聚焦汽車、機(jī)器人、能源
德州儀器中國區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英先生Jerry Shi在2024 慕尼黑上海電子展上說，今年展會(huì)，德州儀器的主題是“芯啟未來：共赴安全、智能、可持續(xù)之旅”，重點(diǎn)在于汽車電子、機(jī)器人、能源基礎(chǔ)設(shè)施三大板塊。
汽車電子三個(gè)變化：架構(gòu)、安全自主、電氣化
對(duì)于汽車市場，德州儀器關(guān)注的核心是實(shí)現(xiàn)汽車的安全、智能化和可持續(xù)性。而在其中，從傳統(tǒng)燃油車到新能源汽車的轉(zhuǎn)變之下，共有三個(gè)關(guān)鍵性的變化值得關(guān)注。
首先，當(dāng)前軟件定義汽車的概念日益受到重視，讓汽車電子系統(tǒng)架構(gòu)不斷向前迭代和創(chuàng)新，從域控制（Domain）到新一代的區(qū)域控制（Zonal），正在為汽車行業(yè)帶來革命性變化。
在這種趨勢下，汽車智能系統(tǒng)被分為座艙、輔助/自動(dòng)駕駛和車輛控制（包括動(dòng)力與底盤）三大領(lǐng)域，為了滿足三大域?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)交換的大量需求，需要中央網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。此架構(gòu)為軟件定義車輛提供了硬件基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的綜合管理、云端聚合和整車OTA更新，為汽車行業(yè)的軟件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)。
德州儀器的多核異構(gòu)處理器在高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，處理來自毫米波雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)等傳感器的數(shù)據(jù)，幫助實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類采集、融合運(yùn)算、決策控制、驅(qū)動(dòng)等整個(gè)鏈路的管理；在車輛高速互聯(lián)領(lǐng)域，德州儀器產(chǎn)品從傳統(tǒng)的 CAN 和 LIN 總線到基于以太網(wǎng)的車載網(wǎng)絡(luò)，以及高速數(shù)據(jù)編解碼器，如 FPD-Link? 和 PCIe，提供實(shí)時(shí)、安全的數(shù)據(jù)傳輸解決方案；電源管理是汽車電子的基石，德州儀器的電源管理 IC產(chǎn)品提供高集成度的解決方案，并符合 ISO 26262 功能安全標(biāo)準(zhǔn)；此外，德州儀器的智能保險(xiǎn)絲技術(shù)為傳統(tǒng)的繼電器和熔斷式保險(xiǎn)絲提供了更精準(zhǔn)、更智能的電路保護(hù)。
其次，許多主機(jī)廠正在將分散的車身控制單元整合至三到四個(gè)區(qū)域控制器，這一轉(zhuǎn)變不僅提升了汽車的智能化和線控能力，也增強(qiáng)了安全性與能效管理。因此，更高水平的安全性和自主性，將會(huì)是車輛未來的關(guān)鍵。
自主性指汽車在自動(dòng)駕駛或輔助駕駛中能夠更智能、更安全地控制和執(zhí)行操作，并能在不同場景下自主運(yùn)行，如高速公路和城市環(huán)境的最小操作化自動(dòng)駕駛安全系統(tǒng)；安全性兩個(gè)關(guān)鍵維度則是功能安全和信息安全：功能安全確保汽車在自主運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)乘客或周圍人員和物體造成傷害，信息安全能夠保障車輛數(shù)據(jù)的安全性，防止?jié)撛诘木W(wǎng)絡(luò)攻擊。
德州儀器的傳感器技術(shù)包括毫米波雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)，與高算力芯片相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)從感知到?jīng)Q策的完整鏈路管理；同時(shí)，德州儀器的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)和乘客監(jiān)控系統(tǒng)等，提升了車輛的安全性和自主性；自動(dòng)駕駛自主控制單元面臨多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)，包括在各種環(huán)境下的安全運(yùn)行、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和 ISO 26262 功能安全認(rèn)證，德州儀器基于Arm的MCU和處理器，具備深度學(xué)習(xí)能力，支持客戶通過安全功能認(rèn)證。
最后，為了更好的續(xù)航，汽車電氣化的進(jìn)程正在增速。電氣化的核心在于新能源汽車的三電系統(tǒng)，即電池、電機(jī)和電控。其中，電池管理系統(tǒng)非常重要，它負(fù)責(zé)監(jiān)控每節(jié)電芯的電壓和電流，實(shí)時(shí)跟蹤電池的健康、容量和充放電狀態(tài)，確保電池的性能和安全。
德州儀器的BMS解決方案提供實(shí)時(shí)電池狀態(tài)監(jiān)控，保障電池健康與安全。結(jié)合車載充電器和雙向直流轉(zhuǎn)換器，我們的系統(tǒng)滿足新能源汽車在續(xù)航、安全和快速充電方面的電氣系統(tǒng)需求。
作為一家全球性半導(dǎo)體公司，目前德州儀器在汽車電子電氣架構(gòu)領(lǐng)域提供廣泛的產(chǎn)品和解決方案，產(chǎn)品組合覆蓋超過八萬種，服務(wù)于全球十萬多家客戶，包括七千多種汽車級(jí)產(chǎn)品。
“德州儀器的技術(shù)和解決方案致力于使電動(dòng)汽車更安全、更經(jīng)濟(jì)實(shí)用，滿足市場對(duì)高效、可持續(xù)汽車技術(shù)的需求?！睅熡⑷缡钦f。
機(jī)器人發(fā)展趨勢：精準(zhǔn)的電機(jī)控制和智能化
在機(jī)器人領(lǐng)域，精準(zhǔn)的電機(jī)控制是關(guān)鍵。無論是工業(yè)、協(xié)作還是人形機(jī)器人，每個(gè)關(guān)節(jié)的馬達(dá)都需要精確控制，以確保機(jī)器人動(dòng)作的準(zhǔn)確性和流暢性。
德州儀器在本屆展會(huì)上，帶來多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。德州儀器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了第三代半導(dǎo)體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了小體積、高效率、大輸出功率的優(yōu)勢。同時(shí)，德州儀器也集成了門極驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)電路，如過流、過壓監(jiān)測等，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
氮化鎵功率半導(dǎo)體提供了高效的參考設(shè)計(jì)，其高開關(guān)頻率使得磁性元件體積縮小，提升功率控制模塊的功率密度，輸出更多有效功率。就比如，參考設(shè)計(jì)TIDA-010936是一個(gè)基于氮化鎵的48V、850W三相逆變器，展示了德州儀器在高功率密度設(shè)計(jì)方面的技術(shù)實(shí)力。
在機(jī)器人設(shè)計(jì)的趨勢和方向上，自學(xué)習(xí)和安全性是兩個(gè)核心要素。也就是說，機(jī)器人的"大腦"必須具備AI能力，在邊緣完成AI運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)智能化。工業(yè)機(jī)器人尤其需要在邊緣完成實(shí)時(shí)運(yùn)算，以控制機(jī)械臂的精確動(dòng)作。
德州儀器的AM62A邊緣運(yùn)算處理器是一款異構(gòu)處理器，配備2TOPS深度學(xué)習(xí)加速器，擁有多達(dá)四個(gè)Arm Cortex A53處理器及用于視頻和視覺處理的多個(gè)加速器，為機(jī)器人設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)。
AM62A處理器在缺陷檢測等應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，通過集成攝像頭和AI算法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線產(chǎn)品的實(shí)時(shí)缺陷檢測，輸出產(chǎn)能、缺陷統(tǒng)計(jì)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。AM62A的高算力和豐富的外設(shè)接口，使其能夠直接處理攝像頭信號(hào)，完成視頻編解碼等任務(wù)。其獨(dú)立的MCU域和功能安全特性，也使其適用于汽車、監(jiān)控等領(lǐng)域的高安全要求應(yīng)用。
能源基礎(chǔ)設(shè)施：提供全鏈路解決方案
在能源基礎(chǔ)設(shè)施方面，德州儀器主要關(guān)注四個(gè)領(lǐng)域：太陽能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、測量與管理、電動(dòng)汽車充電。
師英強(qiáng)調(diào)，德州儀器致力于提供從能源采集到用電的全鏈路解決方案。其中包括高壓功率轉(zhuǎn)換、電流電壓傳感、邊緣處理、深度學(xué)習(xí) AI 運(yùn)算以及電池管理系統(tǒng)。技術(shù)方向則集中在提高功率密度和能量轉(zhuǎn)換效率，利用第三代功率半導(dǎo)體技術(shù)氮化鎵提升系統(tǒng)性能。
具體從技術(shù)和產(chǎn)品角度而言，在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，無論是風(fēng)能還是太陽能，客戶都要解決如何實(shí)現(xiàn)安全高效的能源采集與轉(zhuǎn)換的問題。德州儀器能夠通過精準(zhǔn)監(jiān)測和管理用電側(cè)，幫助客戶優(yōu)化能源使用，識(shí)別用電峰谷，實(shí)現(xiàn)能源的合理分配。
在儲(chǔ)能領(lǐng)域，新能源采集受限于很多條件，如氣候、季節(jié)、天氣。德州儀器的解決方案覆蓋戶儲(chǔ)、工商儲(chǔ)以及電場級(jí)別的存儲(chǔ)，支持在能源生產(chǎn)過剩時(shí)能夠有效存儲(chǔ)，并在需求高峰時(shí)釋放能量。此外，德州儀器的BMS系統(tǒng)提供1500V的解決方案，滿足不同規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求。
在電力傳輸和分配過程中，德州儀器提供快速、準(zhǔn)確、可靠的電流電壓檢測方案，確保能源的有效管理和使用，通過OBC系統(tǒng)和充電樁解決方案，推動(dòng)電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展。
不止如此，德州儀器還關(guān)注電動(dòng)汽車的高效充電技術(shù)，包括 V2G 和 V2H 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛與電網(wǎng)或家庭的能源互動(dòng)。
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