編者按：日前，德州儀器亮相 2024年慕尼黑上海電子展，以“芯啟未來：共赴安全、智能、可持續(xù)之旅”為主題，展示了一系列面向汽車電子、機器人和能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的創(chuàng)新成果，德州儀器中國區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英先生面向行業(yè)媒體，分享了德州儀器如何助力打造更安全、更智能、更可持續(xù)的未來。
從機器人到軟件定義車輛和儲能系統(tǒng)，德州儀器擁有強大的創(chuàng)新能力和技術(shù)優(yōu)勢，致力于持續(xù)提供更安全、更智能、更高效的產(chǎn)品，同時滿足廣大工程師的迫切需求。
汽車電子：安全、智能化和可持續(xù)性
展望汽車市場的發(fā)展，從傳統(tǒng)燃油車到新能源汽車的轉(zhuǎn)變，特別是電子系統(tǒng)架構(gòu)的迭代和創(chuàng)新，為汽車行業(yè)帶來了革命性的變化。業(yè)界關(guān)注的核心是如何實現(xiàn)汽車的安全、智能化和可持續(xù)性。
此外，安全性和更高水平的自主性也是關(guān)鍵。
自主性指汽車在自動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，并且能在不同場景下自主運行，如高速公路和城市環(huán)境的最小操作化自動駕駛安全系統(tǒng)。
安全性的兩個關(guān)鍵維度是功能安全和信息安全。功能安全確保汽車在自主運行時不會對乘客或周圍人員和物體造成傷害；信息安全則能夠保障車輛數(shù)據(jù)的安全性，防止?jié)撛诘木W(wǎng)絡(luò)攻擊。
德州儀器中國區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英認為，軟件定義車輛的概念日益受到重視，與新一代的汽車電子電氣架構(gòu)緊密相關(guān)。為了讓軟件定義車輛成為現(xiàn)實，許多前瞻性客戶正通過創(chuàng)新和協(xié)作推動軟件定義車輛的實現(xiàn)。
當(dāng)前的電子電氣架構(gòu)趨勢是將汽車智能系統(tǒng)劃分為座艙、輔助/自動駕駛和車輛控制（包括動力與底盤）三大領(lǐng)域。基于這三大域控制器的架構(gòu)設(shè)計，為了滿足實時數(shù)據(jù)交換的大量需求，會有一個中央網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。許多主機廠正在將分散的車身控制單元整合至三到四個區(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，也增強了安全性與能效管理。此架構(gòu)為軟件定義車輛提供了硬件基礎(chǔ)，實現(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)動轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)。
師英表示，德州儀器作為一家全球性的半導(dǎo)體公司，在汽車電子電氣架構(gòu)領(lǐng)域提供了廣泛的產(chǎn)品和解決方案。我們的產(chǎn)品組合覆蓋超過八萬種，服務(wù)于全球十萬多家客戶，其中包括七千多種汽車級產(chǎn)品。
德州儀器的處理器、微控制器和電機控制器在汽車的主力控制器和區(qū)域控制器中扮演著關(guān)鍵角色，提供高性能計算能力，確保車輛電子系統(tǒng)、底盤和電池系統(tǒng)的安全和效率。
在智能車輛信息娛樂處理單元領(lǐng)域，德州儀器的多核異構(gòu)處理器在高級駕駛輔助系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，處理來自毫米波雷達、攝像頭和激光雷達等傳感器的數(shù)據(jù)，幫助實現(xiàn)數(shù)據(jù)類采集、融合運算、決策控制、驅(qū)動等整個鏈路的管理。
在車輛高速互聯(lián)領(lǐng)域，德州儀器的產(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，提供實時、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 功能安全標準。此外，智能保險絲技術(shù)為傳統(tǒng)的繼電器和熔斷式保險絲提供了更精準、更智能的電路保護。
在 ADAS 領(lǐng)域，德州儀器的傳感器技術(shù)，包括毫米波雷達、攝像頭和激光雷達，與高算力芯片相結(jié)合，實現(xiàn)從感知到?jīng)Q策的完整鏈路管理。同時，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。自動駕駛的自主控制單元面臨多項技術(shù)挑戰(zhàn)，包括在各種環(huán)境下的安全運行、數(shù)據(jù)的實時處理和 ISO 26262 功能安全認證。
師英表示，德州儀器的技術(shù)和解決方案致力于使電動汽車更安全、更經(jīng)濟實用，滿足市場對高效、可持續(xù)汽車技術(shù)的需求。
機器人技術(shù)：智能感知，精準控制
在機器人領(lǐng)域，精準的電機控制是關(guān)鍵。
無論是工業(yè)、協(xié)作還是人形機器人，每個關(guān)節(jié)的馬達都需要精確控制，以確保機器人動作的準確性和流暢性。
機器人的"大腦"必須具備 AI 能力，實現(xiàn)智能化。工業(yè)機器人尤其需要在邊緣完成實時運算，以控制機械臂的精確動作。傳感器技術(shù)對于機器人的環(huán)境感知至關(guān)重要，需要精確、靈敏且高能效，以實現(xiàn)對自身行為和周邊狀況的實時監(jiān)控。通信安全和數(shù)據(jù)完整性也是機器人設(shè)計的重要考慮因素，尤其是在數(shù)據(jù)傳輸過程中。
據(jù)師英介紹，德州儀器展展示了多項用于機器人領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)。氮化鎵功率半導(dǎo)體提供了高效的參考設(shè)計，其高開關(guān)頻率使得磁性元件體積縮小，提升了功率控制模塊的功率密度，輸出的有效功率更多；電機驅(qū)動系統(tǒng)采用了第三代半導(dǎo)體技術(shù)，實現(xiàn)了體積小、效率高、輸出功率大的優(yōu)勢，并集成了門極驅(qū)動器和保護電路，如過流、過壓監(jiān)測等，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。參考設(shè)計 TIDA-010936 是一個基于氮化鎵的 48V、850W 三相逆變器，展示了德州儀器在高功率密度設(shè)計方面的技術(shù)實力。師英認為，在機器人設(shè)計的趨勢和方向上，自學(xué)習(xí)和安全性是兩個核心要素。
AI 運算在邊緣完成，使得機器人能夠進行實時的自我學(xué)習(xí)和自主決策，確保操作的精準和運行的安全。
德州儀器的 AM62A 邊緣運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、多達四個 Arm Cortex A53 處理器以及用于視頻和視覺處理的多個其他加速器，為機器人設(shè)計提供了強大的計算平臺，同時 AM62A 處理器在缺陷檢測等應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。
通過集成的攝像頭和 AI 算法， AM62A可以實現(xiàn)對生產(chǎn)線產(chǎn)品的實時缺陷檢測，輸出產(chǎn)能、缺陷統(tǒng)計等關(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，完成視頻編解碼等任務(wù)，其獨立的 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：從能源采集到用電的全鏈路解決方案
在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，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。這包括高壓功率轉(zhuǎn)換、電流電壓傳感、邊緣處理、深度學(xué)習(xí) AI 運算，以及電池管理系統(tǒng)。
在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，客戶要解決如何實現(xiàn)安全高效的能源采集與轉(zhuǎn)換的問題（無論是風(fēng)能還是太陽能）。同時，需要通過精準監(jiān)測和管理用電側(cè)，優(yōu)化能源使用，識別用電峰谷，實現(xiàn)能源的合理分配。
師英表示，德州儀在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的技術(shù)方向集中在提高功率密度和能量轉(zhuǎn)換效率，以及利用第三代功率半導(dǎo)體技術(shù)（如氮化鎵產(chǎn)品）提升系統(tǒng)性能。
新型儲能技術(shù)是能源基礎(chǔ)設(shè)施快速發(fā)展的領(lǐng)域，它是是解決新能源波動性的關(guān)鍵。德州儀器的儲能解決方案覆蓋戶儲、工商儲以及電場級別的電能存儲，支持在能源生產(chǎn)過剩時能夠有效存儲，并在需求高峰時釋放能量。德州儀器的的 BMS 系統(tǒng)提供 1500V 的解決方案，滿足不同規(guī)模儲能系統(tǒng)的需求。
此外，德州儀器同樣關(guān)注電動汽車的高效充電技術(shù)，包括 V2G 和 V2H 技術(shù)，實現(xiàn)車輛與電網(wǎng)或家庭的能源互動， OBC 系統(tǒng)和充電樁解決方案，推動了電動汽車充電技術(shù)的發(fā)展。
后記：在本次展會上，德州儀器公司除了展出新技術(shù)和新產(chǎn)品外，還邀請了德賽西威和中車電驅(qū)兩家合作伙伴出席，分別聯(lián)合發(fā)布基于 AWR2944 的車載毫米波雷達和基于 TMS320F280039 的新能源汽車主電機驅(qū)動器解決方案。作為深耕中國市場數(shù)十年的知名半導(dǎo)體供應(yīng)商，借助中國市場爆發(fā)的科技創(chuàng)新流潮，德州儀器迎來了新的更大的發(fā)展機遇。
