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應(yīng)對汽車行業(yè)自動化、電動化以及網(wǎng)聯(lián)化變革，ADI 手握哪些殺手級產(chǎn)品與技術(shù)？

2018-08-31 09:22:41 來源： 雷鋒網(wǎng) 熱度:

汽車行業(yè)正處在大變革時代，自動駕駛潮流勢不可擋，電動化、網(wǎng)聯(lián)化也是勢頭正勁。作為全球知名的高性能模擬技術(shù)供應(yīng)商、美國老牌模擬芯片廠商，亞德諾半導(dǎo)體（Analog Devices，ADI）自然不會讓大變革時代迸發(fā)出的商業(yè)機會從手中溜走。憑借著超過 50 年的技術(shù)和經(jīng)驗積累，ADI 正致力于推動更為安全的自動駕駛商業(yè)化落地，同時也在電動化、網(wǎng)聯(lián)化領(lǐng)域建立自己的護城河。
 
今年 7 月 4 日，借著百度 Apollo 3.0 發(fā)布的機會，ADI 宣布正式加入百度 Apollo 自動駕駛開放平臺。根據(jù)雙方簽署的合作諒解備忘錄，雙方將共享資源與技術(shù)，利用 ADI 在 IMU（慣性導(dǎo)航單元）、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及音視頻總線、DSP（數(shù)字信號處理）產(chǎn)品技術(shù)方面的優(yōu)勢，與百度 Apollo 在自動駕駛感知與導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域展開合作，共同為自動駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)和智慧交通提供全面、系統(tǒng)、可靠的解決方案。
 
在自動駕駛領(lǐng)域，ADI 此前并不屬于站在聚光燈下的那類公司，但從此次與百度 Apollo 的合作內(nèi)容來看，這家公司已經(jīng)在自動駕駛領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累，特別是在定位、感知以及模擬信號處理等技術(shù)模塊頗有造詣?？梢詳喽?，ADI 與百度 Apollo 的合作僅僅是一個開始，在推動自動駕駛落地的征程上，這家公司還將創(chuàng)造出更多可能性。
 
正是在這個契機下，雷鋒網(wǎng)新智駕近期采訪了 ADI 在微機電產(chǎn)品和汽車電子業(yè)務(wù)方面的兩位負(fù)責(zé)人，試圖挖掘出這家低調(diào)的公司背后閃耀的熠熠光芒，還原出其在汽車自動化、電動化以及網(wǎng)聯(lián)化等未來汽車生態(tài)方面所進行的完整布局。
 
高性能 IMU 助力自動駕駛安全
 
 
據(jù)了解，ADI 與百度 Apollo 的合作內(nèi)容中，高性能 IMU 產(chǎn)品和技術(shù)將成為一大重點。此前，百度 Apollo 宣布量產(chǎn) L4 級別自動駕駛小巴阿波龍，其上就搭載了 ADI 的 IMU 產(chǎn)品。
 
所謂 IMU，也就是行業(yè)人士所熟知的慣性導(dǎo)航單元。它是自動駕駛汽車非常依賴的定位傳感器，主要配合 GPS 導(dǎo)航裝置使用，幫助自動駕駛駕駛車輛在 GPS 信號缺失的情況下進行有效定位。這類傳感器雖然不如激光雷達(dá)那樣廣受關(guān)注，但其重要性不容小覷。
 
達(dá)成合作后，ADI 與百度 Apollo 將針對 IMU 產(chǎn)品在自動駕駛汽車上的應(yīng)用展開探索，了解平臺中相關(guān)企業(yè)的具體需求，進行定制化 IMU 產(chǎn)品的開發(fā)。IMU 是典型的 MEMS（微機電）產(chǎn)品，所以想更多了解 ADI 在 IMU 方面的技術(shù)積累，有必要回過頭看看 ADI 在 MEMS 應(yīng)用上的開發(fā)歷史。
 
據(jù) ADI 亞太區(qū) MEMS 產(chǎn)品市場與應(yīng)用經(jīng)理趙延輝介紹，ADI 自 1987 年開始研發(fā) MEMS 技術(shù)，率先切入到安全氣囊應(yīng)用中，成為全球第一家將 MEMS 技術(shù)商用化的公司。他們一開始做的是 MEMS 內(nèi)核傳感器，包括加速度計和陀螺儀，加速度計的研發(fā)始于 1987 年，陀螺儀的研發(fā)則從 2002 年開始。待這兩項內(nèi)核傳感器在技術(shù)上步入成熟階段后，ADI 將兩者進行融合并最終于 2007 年發(fā)布了完整的工業(yè)級 IMU 產(chǎn)品。
 
當(dāng)然，IMU 產(chǎn)品只有加速度計和陀螺儀的組合還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這其中還涉及很多的信號處理需求，所以還需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、處理器等相關(guān)技術(shù)的加持，而這正是 ADI 的優(yōu)勢所在。所以，嚴(yán)格來說，ADI 2007 年發(fā)布的首款工業(yè)用 IMU 產(chǎn)品是其內(nèi)核傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)互相整合的集大成者。
 
在將 IMU 應(yīng)用到汽車自動駕駛之前，ADI 更多地將這類產(chǎn)品應(yīng)用在航空、航天以及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)τ谧詣踊男枨蠛艽?。舉例來說，傳統(tǒng) GPS 的定位精度大致能做到米級，但這種精度很容易造成秧苗的損毀和效率的降低，所以這種應(yīng)用場景需要厘米級的定位精度。要實現(xiàn)這個精度，必須要將 IMU 與 GPS 結(jié)合起來，因為 IMU 可提供連續(xù)數(shù)據(jù)，能幫助提高 GPS 的定位精度。
 
農(nóng)場環(huán)境還不涉及到 GPS 信號遮擋的情況，到城市自動駕駛的場景下，樓宇、地道、地庫等行駛場景比比皆是，GPS 信號很容易丟失。這個時候，自動駕駛汽車的行駛速度、位移方向的測定就必須要依靠 IMU。
 
正是在航空、航天以及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的技術(shù)積累，很好地推動了 ADI 的 IMU 產(chǎn)品和技術(shù)在自動駕駛汽車上的應(yīng)用。趙延輝表示，目前國內(nèi)很多做自動駕駛的企業(yè)和團隊，都在采用 ADI 的 IMU 產(chǎn)品；百度 Apollo 相中 ADI，也是因為看到了后者在 IMU 產(chǎn)品系統(tǒng)級解決方案上的實力，才決定推動二者的合作向前發(fā)展，探索更多可能性。
 
到底 ADI 的 IMU 產(chǎn)品有何玄妙之處？為何諸多自動駕駛研發(fā)商不去選擇成本更低的消費級或傳統(tǒng)汽車級 IMU？趙延輝給出的理由是他們的 IMU 產(chǎn)品最大的競爭優(yōu)勢在于長期穩(wěn)定性。
 
那么，ADI 是如何實現(xiàn)其 IMU 產(chǎn)品非常出眾的長期穩(wěn)定性？
 
首先，自動駕駛汽車行駛的道路極其復(fù)雜，會出現(xiàn)各種震動，這將影響 IMU 內(nèi)核傳感器的輸出效果。ADI 在這些方面擁有很多專利技術(shù)，即使在強震動的環(huán)境下依然可以保證傳感器穩(wěn)定的輸出，這是消費級、傳統(tǒng)汽車級 IMU 產(chǎn)品無法比擬的。
 
其次，IMU 的內(nèi)核傳感器包括加速度計和陀螺儀整合到一起時，會產(chǎn)生正交特性，這個正交特性如果不是理想狀態(tài)，會大大影響傳感器的精度。ADI 的器件在出廠之前，工作人員會對每個器件測試幾個小時，對類似誤差進行全面校準(zhǔn)，實現(xiàn) X、Y、Z 軸理想的 90 度正交。
 
另外，IMU 的內(nèi)核傳感器都有溫漂特性，意味著其測量的指標(biāo)會隨著溫度的漂移產(chǎn)生變化，這對于自動駕駛汽車來說是絕對不允許出現(xiàn)的。ADI 的 IMU 產(chǎn)品在出廠前每個器件都會做全溫范圍內(nèi)的測試，將它的溫度特性寫入處理器，針對不同的溫度場景進行相應(yīng)補償。
 
總結(jié)起來，從內(nèi)核傳感器本身設(shè)計的考究到后續(xù)加工工藝的優(yōu)化再到最后的全面校準(zhǔn)，ADI 最終實現(xiàn)了 IMU 產(chǎn)品的高性能以及長期穩(wěn)定性。
 
雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，ADI 的加速度計、陀螺儀等內(nèi)核傳感器生產(chǎn)線位于美國的威靈頓市，而后續(xù)的全面校準(zhǔn)工作則選在菲律賓，這主要是考慮到勞動力成本問題。而在國內(nèi)，ADI 也已經(jīng)在北京與杭州兩地成立了研發(fā)團隊，為的是更好地支持國內(nèi)客戶。
 
在與百度 Apollo 建立起合作之后，ADI 方面將繼續(xù)支持 Apollo 開放平臺的需求。因為這個平臺上聚集了諸多車企、自動駕駛公司以及 Tier 1、Tier 2，能幫助 ADI 更好地把握市場、了解客戶需求，用來指導(dǎo)其相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。
 
IMU+毫米波雷達(dá)+激光雷達(dá)，ADI 打造全方位感知系統(tǒng)
 
深入自動駕駛感知領(lǐng)域，僅僅依靠 IMU 產(chǎn)品是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。ADI 顯然深諳傳感器融合的大趨勢，借勢推出了整體感知方案 Drive360 平臺，其中就包括了IMU、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等多種傳感器。
 
 
IMU 前文已有詳細(xì)闡述，不再贅述。
 
毫米波雷達(dá)方面，ADI 在該領(lǐng)域已經(jīng)有 15 年的發(fā)展歷史，主要為雷達(dá)系統(tǒng)供應(yīng)芯片、信號處理器等相關(guān)的組件。其 24GHz 車用毫米波雷達(dá)技術(shù)方案已經(jīng)比較成熟，已經(jīng)與諸多車企、Tier 1 進行合作，量產(chǎn)了相關(guān)產(chǎn)品，主要應(yīng)用在盲區(qū)檢測以及短距離檢測等相關(guān) ADAS 功能上。
 
而針對 77GHz 毫米波雷達(dá)，ADI 大中華區(qū)汽車市場經(jīng)理崔正昊告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，他們正在開發(fā)一款單片毫米波雷達(dá)芯片，其具體參數(shù)還不便公開，據(jù)稱會是業(yè)界非常領(lǐng)先的 77GHz 毫米波雷達(dá)方案。針對這款全新的雷達(dá)芯片，ADI 正與一些重點客戶合作，對樣片進行相關(guān)的試驗。據(jù)崔正昊介紹，這款芯片采用的是 28nm CMOS 技術(shù)，尺寸更小，成本相較于 40nm 方案更低，而且整合了相關(guān)的數(shù)字算法，整體表現(xiàn)更優(yōu)秀。
 
 
 
據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，為了提升自身在毫米波雷達(dá)系統(tǒng)解決方案上的能力，ADI 在近期還收購了雷達(dá)技術(shù)提供商 Symeo，該公司技術(shù)最初是由西門子公司開發(fā)，其系列技術(shù)具備系統(tǒng)和算法方面的專業(yè)優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)實時位置檢測和距離測量獨有的射頻和傳感器技術(shù)。這些優(yōu)勢將和 ADI 本身具備的射頻和微波產(chǎn)品陣列和技術(shù)結(jié)合起來，為市場提供更優(yōu)秀的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)級解決方案。
 
毫米波雷達(dá)之外，ADI 也已經(jīng)涉足當(dāng)下火熱的激光雷達(dá)領(lǐng)域，他們正在研發(fā)固態(tài)激光雷達(dá)所需的關(guān)鍵性器件，包括跨阻放大器（TIA）以及高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）等，可以供給激光雷達(dá)硬件生產(chǎn)商。同時，他們也在針對車用激光雷達(dá)技術(shù)進行特定化開發(fā)。
 
雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，2016 年，ADI 收購了美國 Vescent Photonics 公司，拿下了其關(guān)鍵性的固態(tài)激光波束轉(zhuǎn)向技術(shù)，這種新穎的非機械激光波束轉(zhuǎn)向技術(shù)可以進一步增強集成激光雷達(dá)系統(tǒng)的性能，克服目前龐大的機械式產(chǎn)品在可靠性、尺寸和成本等方面的諸多重大缺陷。這一收購行動也補強了 ADI 在固態(tài)激光雷達(dá)系統(tǒng)開發(fā)方面的技術(shù)實力。
 
按照崔正昊的表述，ADI 的規(guī)劃是在未來為自動駕駛汽車規(guī)模供應(yīng)車規(guī)級激光雷達(dá)完整解決方案，目前關(guān)于具體的時間節(jié)點和更多細(xì)節(jié)還不便對外公開。
 
集齊了 IMU、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)技術(shù)的 ADI，已經(jīng)擁有了相對完整的自動駕駛感知系統(tǒng)技術(shù)儲備，這符合未來自動駕駛傳感器融合的大趨勢。
 
針對傳感器融合，ADI 將主要進行邊緣計算的研究，致力于在傳感器端把信號處理得更好，為客戶提供更好、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；同時，ADI 還將進行自行駕駛汽車上的傳感器組合、搭配方案的研究，盡量優(yōu)化車載傳感器的配置。
 
緊跟汽車變革趨勢：網(wǎng)聯(lián)化與電動化
 
自動化之外，網(wǎng)聯(lián)化與電動化同樣是汽車行業(yè)變革的大趨勢，針對這兩大趨勢，ADI 也沒有怠慢。
 
ADI 正在為數(shù)字化智能座艙的打造提供各類技術(shù)解決方案。
 
車載音頻技術(shù)方面，ADI 自主研發(fā)了 A²B 音頻總線產(chǎn)品，可以配合自家的數(shù)字信號處理技術(shù)（DSP）進行使用，能夠支撐語音識別的音頻預(yù)處理、車內(nèi)通話、主動降噪、路噪消除等應(yīng)用的實現(xiàn)。此外，還能進行聲浪模擬，讓電動汽車的電機聲聽起來更接近發(fā)動機的發(fā)出的聲音。值得一提的是，ADI 針對語音識別提供相應(yīng)的前期預(yù)處理算法，包括回聲消除以及降噪，目前也在與一些做車載語音識別的企業(yè)進行商談。
 
而針對車載視頻技術(shù)，ADI 開發(fā)了 C²B 視頻總線產(chǎn)品，該產(chǎn)品是為了降低整車成本和整車重量提出的高清視頻傳輸方案。
 
此外，ADI 在手勢識別以及駕駛員狀態(tài)監(jiān)控方面也有自己的技術(shù)解決方案。以駕駛員狀態(tài)監(jiān)控為例，崔正昊告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，他們擁有業(yè)界首款 VGA（Video Graphics Array）分辨率的汽車級 ToF 芯片組方案，可完成人臉識別和駕駛員狀態(tài)識別，該方案產(chǎn)生的是 3D 點陣圖像，能構(gòu)建出一個 3D 空間。
 
面對汽車行業(yè)的電動化趨勢，ADI 則擁有成熟的電源管理系統(tǒng)（BMS）技術(shù)，主要向客戶提供電源管理芯片，用于監(jiān)控電池/電池組的狀態(tài)，包括電池/電壓/電流參數(shù)、電池的健康狀況、電池的使用狀況等。此外，還可用于平衡電量。據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，ADI 在 2016 年收購了凌特（Linear），該公司在鋰電池管理芯片技術(shù)方面有很深的積累。
 
 
除 BMS 芯片之外，ADI 在迎接汽車電動化趨勢時還有一項傳統(tǒng)強項——高壓隔離技術(shù)。這項技術(shù)的存在幫助電動汽車的電驅(qū)系統(tǒng)能夠在電池的上百伏高電壓與信號控制的低電壓之間完美運行。
 
再創(chuàng)下一個輝煌的 50 年
 
針對自動駕駛、網(wǎng)聯(lián)化、電動化的全面布局，ADI 儼然成為了應(yīng)對汽車未來變革的全能型選手。憑借著以往 50 多年積累起來的技術(shù)儲備，這家模擬器件供應(yīng)商對汽車行業(yè)野心勃勃。
 
按照其官方的表述：“在汽車領(lǐng)域，ADI 目前以及未來將積極持續(xù)參與到生態(tài)圈中，深度參與合作伙伴產(chǎn)品早期定義階段，通過提供面向自動駕駛、動力總成/馬達(dá)驅(qū)動、電源管理、座艙信息娛樂系統(tǒng)、MEMS 安全等高性能、低成本、差異化的系統(tǒng)級解決方案，助力客戶設(shè)計更安全、更環(huán)保、更舒適的未來汽車。”
 
循著這樣一個清晰的目標(biāo)，有理由相信，ADI 在創(chuàng)造下一個輝煌 50 年的道路上將充滿無限可能。

責(zé)任編輯：董佳豪