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受訪者：羅姆半導(dǎo)體

1 ADAS市場(chǎng)動(dòng)向和ROHM的方針

近年來(lái)，汽車領(lǐng)域ADAS（Advanced Driver-Assistance Systems，先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng))作為面向汽車安全的世界性措施，不斷加快世界各地的裝載和義務(wù)化進(jìn)程，ADAS構(gòu)成所需的車載攝像頭系統(tǒng)，Radar（雷達(dá)）、LiDAR傳感器集成了多種傳感技術(shù)Fusion系統(tǒng)開(kāi)發(fā)也在加快。

其中，攝像頭系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于以往的環(huán)視系統(tǒng)中，在感知周圍環(huán)境中起著重要作用Radar并列成為每輛車數(shù)量最多的傳感系統(tǒng)。在未來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)前景看好的情況下，為了應(yīng)對(duì)攝像頭數(shù)量增加、通信信息量增加、噪聲等外部因素的影響，確保其穩(wěn)定運(yùn)行，考慮到電力有限的汽車必須降低攝像頭系統(tǒng)的功耗。同時(shí)，為了構(gòu)建更安全的系統(tǒng)，還需要明確故障風(fēng)險(xiǎn)，支持功能安全

要解決這些問(wèn)題，ROHM除了致力于加強(qiáng)低消費(fèi)、低噪聲等性能外，還引入了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的功能安全理念。具體來(lái)說(shuō)，羅姆發(fā)布了符合要求的功能安全、標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)發(fā)過(guò)程ISO 26262 ASIL-B面向攝像頭模塊PMIC（Power Management IC，電源管理IC）BD868xxMUF-C。本產(chǎn)品具有安全通知功能PMIC，能為小型化要求強(qiáng)的攝像頭模塊提供更好的電源方案。

2 ROHM面向ADAS相機(jī)系統(tǒng)的解決方案總結(jié)

攝像頭系統(tǒng)是安裝在汽車各個(gè)部分的系統(tǒng)。它由攝像頭模塊和控制攝像頭模塊拍攝詳細(xì)圖像并接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)ECU（Electronic Control Unit，由電子控制單元組成。

圖2 ROHM面向ADAS相機(jī)系統(tǒng)的解決方案

①安全性

實(shí)現(xiàn)汽車安全ADAS在系統(tǒng)中，滿足其安全要求的對(duì)策不僅包括軟件和硬件的冗余設(shè)計(jì)，還包括IC還需要滿足安全要求的相應(yīng)措施。

ROHM取得了汽車功能安全相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范ISO 26262年開(kāi)發(fā)流程認(rèn)證，并于2021年推出了支持功能安全、為用戶和系統(tǒng)安全、保障和舒適做出貢獻(xiàn)的品牌ComfySIL”。上述面向攝像頭模塊的攝像頭模塊BD868xxMUF-C屬于ComfySIL功能安全類別最高FS process compliant能夠提供FMEDA、Safety Manual等ISO26262相關(guān)文件(圖3)。此外，該IC內(nèi)部有電壓監(jiān)測(cè)BIST(自我診斷)ASIL-B標(biāo)準(zhǔn)。

串行器“BU18TM41A-M配備了檢測(cè)圖像凍結(jié)的檢測(cè)圖像Frame CRC（Cyclic Redundancy Check，循環(huán)冗余檢查)功能，以提高攝像頭系統(tǒng)的安全性。CRC計(jì)算圖像的顏色數(shù)據(jù)，并將其結(jié)果作為幾個(gè)數(shù)字bit這個(gè)計(jì)算結(jié)果就像給每一幀圖像一個(gè)暗號(hào)。通過(guò)在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)計(jì)算相同的圖像，比較結(jié)果輸出CRC值，可以確認(rèn)圖像數(shù)據(jù)在發(fā)送和接收前后的匹配性。到目前為止還是一般的CRC機(jī)制。BU18TM41A-M的Frame CRC除了通常的CRC除功能外，還實(shí)現(xiàn)ADAS圖像凍結(jié)檢測(cè)的圖像凍結(jié)檢測(cè)。例如，汽車周圍攝像頭系統(tǒng)發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)應(yīng)始終改變，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)有相同的圖像。換句話說(shuō)，檢測(cè)到相同的時(shí)間超過(guò)一定時(shí)間CRC值意味著圖像因某些問(wèn)題而凍結(jié)。BU18TM41A-M圖像前后通過(guò)比較發(fā)送和接收每一幀CRC圖像凍結(jié)(圖3)的值來(lái)檢測(cè)。另外，SerDes產(chǎn)品的“BU18xMxx-M系列”是ComfySIL中搭載了ASIL所需安全機(jī)構(gòu)的FS mechanism implemented”類別，與Frame CRC支持將功能安全導(dǎo)入攝像頭系統(tǒng)。

圖3 SerDes的Frame CRC圖像凍結(jié)檢測(cè)

②通用性

BD868xxMUF-C為用戶設(shè)計(jì)增加了各種功能。最顯著的特點(diǎn)是可以通過(guò)OTP（One time programmable）根據(jù)各種CMOS定制圖像傳感器所需的規(guī)格。由于不同廠家和型號(hào)要求的電壓值和各電源通道的啟停順序不同，通常是在CMOS當(dāng)圖像傳感器發(fā)生變化時(shí)，電源電路的周圍部件和Tamura代理還必須改變控制程序。BD868xxMUF-C可根據(jù)產(chǎn)品出廠時(shí)的情況OTP設(shè)置變更輸出電壓值和啟動(dòng)時(shí)間(圖4)。因此，即使在CMOS當(dāng)圖像傳感器發(fā)生變化時(shí)，用戶也可以在不改變電路板布局的情況下對(duì)應(yīng)。

另外，BD868xxMUF-C與以往產(chǎn)品相比，周邊部件通過(guò)采用小包裝和高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)作小型化，在降低安裝面積25%的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了高效的電力轉(zhuǎn)換，從而抑制了發(fā)熱(圖5)。該產(chǎn)品還可以對(duì)應(yīng)下一代攝像頭模塊，未來(lái)需求越來(lái)越小。

圖5 PMIC安裝面積和加熱

③低噪音

低噪聲對(duì)策是車載應(yīng)用中的重要噪聲對(duì)策EMI（Electromagnetic Interference，電磁干擾)，BD868xxMUF-C和BU18xMxx-M該系列還添加了一些對(duì)策。兩種產(chǎn)品的共同對(duì)策是搭載SSCG（Spread Spectrum Clock Generator）功能，該SSCG功能通過(guò)使IC通信時(shí)鐘和開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率故意波動(dòng)（抖動(dòng)），以降低特定頻譜中的噪聲強(qiáng)度。BU18xMxx-M該系列配備了串行器和解串器SSCG實(shí)現(xiàn)-10功能dB降低噪聲強(qiáng)度等。面向低EMI各種化學(xué)功能，包括BU18xMxx-M系列和BD868xMUF-C國(guó)際無(wú)線電故障專項(xiàng)委員會(huì)均通過(guò)（CISPR）標(biāo)準(zhǔn)中車載接收機(jī)保護(hù)干擾波的推薦限值和測(cè)量方法（CISPR25）”的class5等級(jí)。另外，BU18xMxx-M在多個(gè)通信通道的情況下，系列應(yīng)用中介紹的傳輸速率可變功能可以精細(xì)(0.1%)step）改變各自的通信傳輸速率SSCG-10也可以實(shí)現(xiàn)dB的低EMI化學(xué)(圖6、圖7)。

圖6通過(guò)SerDes的SSCG降低噪聲水平

圖7 PMIC的降低EMI測(cè)試結(jié)果

④低功耗

BD868xxMUF-C實(shí)現(xiàn)了車載攝像頭模塊所需的負(fù)載范圍PMIC總功率轉(zhuǎn)換效率為82%的高效率不僅有助于降低功耗，而且可以毫無(wú)問(wèn)題地處理室內(nèi)外溫度環(huán)境（圖8）。

另外，BU18xMxx-M該系列具有改變傳輸速率的功能。與普通產(chǎn)品相比，通過(guò)不同的應(yīng)用優(yōu)化傳輸速率可以降低約27%的功耗，從而以必要的最低功率構(gòu)建通信系統(tǒng)（圖9）。

圖8 PMIC功率轉(zhuǎn)換效率

圖9 SerDes傳輸速率可變功能

4 總結(jié)和未來(lái)發(fā)展

ROHM本次介紹將汽車領(lǐng)域定位為重點(diǎn)領(lǐng)域PMIC、SerDes為首，面向ADAS市場(chǎng)開(kāi)發(fā)了許多產(chǎn)品。未來(lái)，為了面對(duì)更高層次的未來(lái)ADAS在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，我們正在研究低壓輸出PMIC進(jìn)一步高速化SerDes支持需要更高分辨率的圖像傳感器的開(kāi)發(fā)。我們將解決問(wèn)題提供各種解決方案，為汽車的安全穩(wěn)定做出貢獻(xiàn)。