在當(dāng)今汽車行業(yè)，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的發(fā)展可謂日新月異。為了實(shí)現(xiàn)更安全、更智能的駕駛體驗(yàn)，汽車上安裝的雷達(dá)傳感器數(shù)量與日俱增，多個(gè)中距離和遠(yuǎn)距離雷達(dá)的配備已成為支持美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)定義的 L2 級(jí)自動(dòng)駕駛的標(biāo)配。這樣的雷達(dá)組合能夠?yàn)檐囕v提供安全運(yùn)行所必需的前向掃描范圍，并且在過往的發(fā)展階段中，基本能夠滿足各類駕駛場(chǎng)景的需求。然而，隨著市場(chǎng)對(duì)汽車成本控制的要求愈發(fā)嚴(yán)苛，以及消費(fèi)者對(duì)汽車性能期望的不斷攀升，原始設(shè)備制造商(OEM)不得不積極探尋全新的設(shè)計(jì)解決方案，以應(yīng)對(duì)這一復(fù)雜多變的局面。

自動(dòng)駕駛車輛的傳感器架構(gòu)與車輛的自動(dòng)駕駛能力級(jí)別緊密相連。當(dāng)車輛邁向自動(dòng)駕駛時(shí)，實(shí)時(shí)收集并處理海量的傳感器數(shù)據(jù)便成為關(guān)鍵。此時(shí)，若各個(gè)傳感器能夠協(xié)同同步工作，特殊設(shè)計(jì)的軟件便能巧妙地利用這些數(shù)據(jù)，構(gòu)建出車輛前方世界的精準(zhǔn)虛擬圖像。ADAS 微控制器(MCU)依據(jù)這一虛擬圖像，能夠迅速且準(zhǔn)確地計(jì)算出最佳行駛路徑，或者及時(shí)規(guī)避前方的障礙物，保障行車安全。

雷達(dá)作為汽車感知外界環(huán)境的重要 “眼睛”，其工作原理基于發(fā)射無線電波，并敏銳接收由路徑上物體反射回來的無線電波，以此來精準(zhǔn)檢測(cè)物體。通過精確測(cè)量從發(fā)射無線電波到傳感器接收到反射波之間所經(jīng)過的時(shí)間，雷達(dá)能夠快速計(jì)算出物體與車輛之間的距離。以 L2 級(jí)或更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車為例，其典型應(yīng)用中的雷達(dá)傳感器組合通常包含三到五個(gè)中距離雷達(dá)傳感器，這些傳感

器的探測(cè)圍可達(dá) 150 米，同時(shí)還配備一個(gè)遠(yuǎn)距離前置雷達(dá)，探測(cè)范圍更是高達(dá) 250 米。

在車輛行駛過程中，這些雷達(dá)會(huì)持續(xù)不斷地以幀的形式向雷達(dá)電子控制單元傳輸數(shù)據(jù)。隨后，由 OEM 和一級(jí)制造商精心開發(fā)的軟件棧承擔(dān)起一項(xiàng)重要任務(wù)，即依據(jù)中央時(shí)鐘對(duì)各個(gè)不同來源的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行同步處理。但這一過程并非易事，需要消耗大量的處理資源，對(duì)系統(tǒng)的性能要求極高。而在傳輸控制協(xié)議 / 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)協(xié)議棧的物理層(PHY)上實(shí)現(xiàn)幀的硬件級(jí)同步，則為解決這一難題提供了全新的思路，能夠顯著減輕中央 ADAS MCU 的后處理負(fù)擔(dān)。德州儀器推出的 DP83TC817S-Q1 以太網(wǎng) PHY 收發(fā)器便是這一領(lǐng)域的佼佼者，它能夠使兩個(gè)或更多雷達(dá)的雷達(dá)幀在時(shí)域和頻域上實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)同步，且精度可達(dá)到納秒級(jí)，為汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的性能提升帶來了質(zhì)的飛躍。

如今，以太網(wǎng)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，已然成為區(qū)域、域和混合架構(gòu)中大型系統(tǒng)的數(shù)字主干。在現(xiàn)有的 ADAS 架構(gòu)中，以太網(wǎng)扮演著雷達(dá)與中央計(jì)算系統(tǒng)之間通信橋梁的重要角色。在雷達(dá)子系統(tǒng)中，以太網(wǎng) PHY 負(fù)責(zé)將幀數(shù)據(jù)高效地發(fā)送到中央 ADAS 計(jì)算機(jī)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定與流暢。

德州儀器的 DP83TC817S-Q1 之所以能夠在眾多產(chǎn)品中脫穎而出，得益于其具備的多項(xiàng)高級(jí)功能。該器件能夠巧妙利用精密時(shí)間協(xié)議(PTP)精準(zhǔn)恢復(fù)傳入的中央時(shí)鐘，為整個(gè)系統(tǒng)的同步運(yùn)行提供了穩(wěn)定的時(shí)間基準(zhǔn)。其集成的輸入 / 輸出功能更是強(qiáng)大，能夠精準(zhǔn)觸發(fā)雷達(dá)幀，從而在多個(gè)雷達(dá)之間實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的雷達(dá)幀同步，確保各個(gè)雷達(dá)的數(shù)據(jù)能夠在時(shí)間上保持高度一致。同步后的幀會(huì)被及時(shí)傳送回雷達(dá)電子控制單元，以便后續(xù)處理。此外，DP83TC817S-Q1 還具備一項(xiàng)關(guān)鍵能力，即能夠精確測(cè)量接收到的雷達(dá)幀的頻率偏移，并在下一個(gè)幀周期中迅速校正雷達(dá)頻率偏移，使得后續(xù)幀在頻域上也能實(shí)現(xiàn)完美同步。通過時(shí)域和頻域的雙重同步，中央 ADAS MCU 在處理從傳感器獲取的數(shù)據(jù)時(shí)，幾乎無需進(jìn)行復(fù)雜的后處理操作，就能輕松獲取高精度的數(shù)據(jù)，其精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)軟件級(jí)同步所能達(dá)到的水平。

以太網(wǎng) PHY 收發(fā)器的出現(xiàn)，為現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)的汽車架構(gòu)帶來了諸多積極變革。它不僅極大地簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的 ADAS 架構(gòu)，減少了軟件棧處理的復(fù)雜性，還顯著提高了系統(tǒng)的精度、效率以及探測(cè)范圍，完美契合了 OEM 和一級(jí)制造商的迫切需求。DP83TC817S-Q1 的應(yīng)用，一方面減輕了 ADAS MCU 上的處理負(fù)擔(dān)，讓其能夠?qū)⒏嗟馁Y源投入到其他關(guān)鍵任務(wù)中;另一方面，它還大幅縮短了完整雷達(dá)系統(tǒng)的開發(fā)周期，提升了系統(tǒng)的整體性能水平，使得原本因成本限制而難以實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)得以順利落地。可以預(yù)見，這些優(yōu)勢(shì)的有機(jī)結(jié)合，必將有力推動(dòng)下一代 L2 級(jí)及更高級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車的快速發(fā)展，加速其從研發(fā)到量產(chǎn)的進(jìn)程，為廣大消費(fèi)者帶來更加智能、安全的出行體驗(yàn)。