德州儀器車載芯片四連發(fā)：單芯片毫米波雷達支持邊緣AI 成本省一半

作者：張軼群 01-14 12:05

來源：愛集微 #德州儀器# #邊緣AI# #雷達傳感#

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隨著汽車智能化進入“下半場”，汽車成為第三生活空間，帶來的是更多創(chuàng)新技術(shù)以及變革性的駕乘體驗。如今，智能駕乘體驗正在實現(xiàn)由高端車型向中端和入門級車型拓展。無論是在技術(shù)創(chuàng)新，降低系統(tǒng)復(fù)雜度和成本方面，芯片廠商在此過程中都扮演著重要角色。

日前，德州儀器發(fā)布支持邊緣AI的全新雷達傳感器和汽車音頻處理器等多款產(chǎn)品，將邊緣人工智能集成到汽車技術(shù)中，幫助OEM客戶解決在感知和音頻AI應(yīng)用中遇到的復(fù)雜問題，助力駕乘體驗的變革以及廣泛普及。

德州儀器車載娛樂系統(tǒng)總經(jīng)理盧璟就技術(shù)趨勢變化、新品特性、客戶需求以及市場洞察等方面的話題，與集微網(wǎng)等媒體進行了交流。

兩大技術(shù)創(chuàng)新趨勢：感知與音頻

作為老牌芯片廠商，德州儀器具有非常廣泛的模擬和數(shù)字化產(chǎn)品。在汽車業(yè)務(wù)方面，德州儀器主要專注在六大領(lǐng)域：

一是更小體積內(nèi)的更快速的充電。二是針對更高電壓充電平臺的可靠系統(tǒng)。三是聲音、圖像等更準確的信號感知。四是更加安全的信息傳輸。五是智能數(shù)據(jù)處理。六是更加準確的電機驅(qū)動和控制。

以上六大領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，主要對應(yīng)四大領(lǐng)域的汽車應(yīng)用：

一是混合動力、電動和動力總成系統(tǒng)：以實現(xiàn)長續(xù)航、更快充電速度和安全性，更高的性價比。

二是高級駕駛輔助系統(tǒng)：帶來更安全、自動化程度更高的駕駛體驗。

三是信息娛樂系統(tǒng)與儀表組：借助先進的顯示、通信和連接功能，提供與消費類電子產(chǎn)品相媲美的聲音和顯示質(zhì)量，實現(xiàn)更智能、更安全的駕駛體驗和出色的座艙體驗。

四是車身電子裝置和照明：借助創(chuàng)新的模擬和嵌入式產(chǎn)品，提供更舒適、更便捷的車內(nèi)外體驗。

據(jù)盧璟介紹，消費者駕乘體驗上看，先進的技術(shù)功能、豐富的接口，以及更高的性價比正在成為主要的市場訴求?；谕琌EM客戶的溝通以及對于需求的洞察，盧璟認為，目前有兩大技術(shù)創(chuàng)新趨勢，也同半導(dǎo)體創(chuàng)新息息相關(guān)。

一是安全法規(guī)的提升。隨著旨在提高乘客安全性的新法規(guī)和汽車安全評鑒項目陸續(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。二是越來越多的車型對出色的音頻系統(tǒng)有著越發(fā)高漲的需求，以滿足消費者在行駛途中能獲得沉浸、舒適的座艙體驗。

基于上述趨勢，傳統(tǒng)的方法通過增加更多傳感器和音頻設(shè)備，但在推高成本的同時，也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

此次德州儀器推出的新品，則是希望在上述兩個方向上解決客戶的難點。

“我們正在嘗試將邊緣人工智能集成到汽車技術(shù)中，幫助客戶解決在感知和音頻 AI 應(yīng)用中遇到的復(fù)雜問題。德州儀器易于使用的器件、定制化的軟件模型以及開源支持將助力我們的客戶探索無限可能?！北R璟說。

邊緣AI強化感知能力

智能化汽車的發(fā)展，相關(guān)的行業(yè)安全法規(guī)要求也在不斷提高。目前，相關(guān)安全法規(guī)主要聚焦在三個層面：一是安全帶提醒的乘員監(jiān)測。二是車內(nèi)兒童存在檢測。三是停車狀態(tài)下的入侵檢測。

比如，歐洲的安全法規(guī)要求，2025年車內(nèi)兒童檢測必須使用直接感應(yīng)技術(shù)，即直接對生命體征（如呼吸、心跳、手勢）等判斷是否有兒童存在。而在2026年之后，法規(guī)則進一步要求檢測出成人和兒童。

因此，相關(guān)安全檢測技術(shù)也需要有更先進的技術(shù)來支撐。此次德州儀器推出的AWRL6844毫米波雷達傳感器，則希望同時實現(xiàn)三種車內(nèi)的安全檢測應(yīng)用，為客戶帶來更低成本、更簡單的車內(nèi)安全檢測系統(tǒng)，滿足不斷提升的行業(yè)安全檢測法規(guī)要求。

AWRL6844是一款單芯片毫米波雷達傳感器。AWRL6844工作在60GHz頻段，支持四發(fā)四收，能夠提供更精確的數(shù)據(jù)感知能力，以及更寬廣的FOV寬視角能力，有助于解決一些傳感器無法檢測到的盲區(qū)（如腳踏板、座位外）物體問題。

此外，該產(chǎn)品的片上的加速器和DSP設(shè)備支持對AI算法的運行，使得整體精度更高，可以實現(xiàn)更快速度做相應(yīng)物體檢測，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。

據(jù)盧璟介紹，在NCAP（歐洲新車檢測評估委員會）的評估測試中，德州儀器的AI算法可以獲得最高4分的得分。

比如，當前很多安全帶提醒是基于重力傳感器，如果后排座位放置了重物，系統(tǒng)便會不斷報警提醒，會給駕駛員造成干擾。而AI算法基于更精確的數(shù)據(jù)和訓(xùn)練之后，可以判斷出其是否具有生命體征，減少誤判，這同樣可以應(yīng)用于噪聲、運動干擾的判斷，從而達成物體分類，讓駕駛員安心行使。據(jù)盧璟介紹，針對安全帶提醒這一檢測場景，AWRL6844的生命體征檢測準確率達到98%。

在車內(nèi)兒童檢測方面，基于邊緣AI的算法，對于呼吸、手勢等微小動作的算法訓(xùn)練，AWRL6844能夠?qū)崿F(xiàn)以高于90%的精度區(qū)分5個以內(nèi)的成人、兒童、無生命體征物體的檢測。在入侵檢測方面，AWRL6844的低功耗特性可以做到每秒10次的安全入侵檢測，我們的平均功耗也不到50mW，而且入侵檢測的精度可以達到98%。

此外，據(jù)盧璟介紹，當前安全帶檢測需要前后排都要安裝UWB傳感器，入侵檢測需要超聲傳感器，一是傳感器數(shù)量多，二是整體成本也較高。而WRL6844通過采用高度集成的方式，單芯片實現(xiàn)車內(nèi)外監(jiān)控，在系統(tǒng)層面實現(xiàn)降低復(fù)雜性和成本，和現(xiàn)有方案對比，可以節(jié)省將近一半成本。

強大算力變革音頻體驗

汽車智能化演進所帶來的另一個場景變化，是車內(nèi)越來越成為除家庭和辦公場所之外，生活的第三空間。沉浸式的3D立體聲、語音交互、電動車主動噪聲消除、安全帶提醒等更多音頻應(yīng)用正在成為智能汽車的特色功能和標準配置。

針對汽車音頻領(lǐng)域，德州儀器此次推出AM275x-Q1 MCU和AM62D-Q1處理器，以及D類音頻放大器TAS6754-Q1兩個系列產(chǎn)品。

其中，AM275x-Q1 MCU和AM62D-Q1處理器兩款產(chǎn)品基于相同芯片設(shè)計，提供不同配置方案。兩款產(chǎn)品都搭載了德州儀器新一代C7000 DSP內(nèi)核，具備非常強大的運算能力。

C7000 DSP內(nèi)核基于256位矢量運算，可以根據(jù)單周期訪問L2的儲存器，相對于市面上其他1/2或者1/3主頻訪問內(nèi)存而言，具有更快的速度，內(nèi)核運算能力更強，最高1G主頻，每個內(nèi)核可以提供40GFLOPS的運算能力，相對于競品可以提供超過4倍以上的算力。除C7000內(nèi)核外，還配備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)NPU加速器，客戶可在該芯片上運行自定義AI算法。

據(jù)盧璟介紹，在日前舉行的CES展會上，德州儀器展示的音頻demo。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%，除了運行3D沉浸式算法之外，也為主動降噪、車輛預(yù)警等音頻算法，預(yù)留了很大空間。針對汽車架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的變化趨勢（如以太網(wǎng)進行音頻傳輸），上述兩款產(chǎn)品也能夠進行很好的支持。

上述兩款產(chǎn)品主要區(qū)別在于是否配備DDR內(nèi)存，AM275x-Q1是單芯片解決方案，片上集成大容量memory（最高10.75MB），包括4.75M L2和6M L3的memory，可以很好解決大部分不需要外置DDR的Audio應(yīng)用。

而針對大容量音頻應(yīng)用的場景，比如播放高質(zhì)量聲音文件，或客戶的算法比較復(fù)雜，需要預(yù)留更多代碼空間，在AM62D-Q1處理器上，德州儀器集成了DDR4接口的產(chǎn)品，便于進行大容量的存儲擴展。AM62D-Q1最高可以配置4個A53內(nèi)核，易于將基于Arm的算法或第三方Arm算法集成，加速開發(fā)周期。