全球汽车制造商不断强化车辆内的先进驾驶辅助系统（ADAS）功能，藉以达到安全的评级和法规要求，为了支援先进功能并符合安全法规，车辆周围的雷达感测器数量不断增加，而持续进化的车辆架构为汽车系统设计带来挑战。

随?全球新车评估计画的安全评级和法规对主动安全功能的要求渐趋严格，在现今的车辆中，安全性已成为不容妥协的特性。全球汽车制造商不断强化车辆内的先进驾驶辅助系统（ADAS）功能，包括自动紧急煞车（AEB）、智慧主动车距控制巡航系统（ACC）与进阶车道居中等，藉此满足前述安全要求，并且亦以更高的自动驾驶层级为目标。为了支援这些功能并符合安全法规，车辆周围的雷达感测器数量不断增加。

不断进化的车辆架构

汽车系统设计人员因应ADAS功能实作的方式之一，就是重新考量电气与电子系统架构的架构与整合。目前一般采用的架构为边缘架构，由高度智慧化的雷达感测器组成，其会透过控制器区域网路或100 Mb乙太网路介面， 将经过处理的数据串流至 ADAS 电子控制单元（ECU）。

这些感测器旨在实现高效能，其中包含处理器与通常为专用的加速器，藉此执行范围、都卜勒和角度快速傅立叶转换（FFT），以及用於物件侦测、分类与追踪的後续高阶演算法。随後，每个边缘雷达感测器的最终物件数据，均会传送至ADAS ECU。图一说明边缘架构。

图一 : 边缘架构中的雷达感测器连接至 ADAS ECU

边缘架构不断进化，并逐渐受到卫星架构取代，在卫星架构中，遍布在车辆周围的感测头会透过高速 1 Gb 乙太网路介面，将经过预先处理的范围 FFT 数据传送至强大的中央 ECU。大部分的数据处理作业都会卸载至中央 ECU （图 二）。

卫星架构可在中央处理器使用经过最少处理的数据，进行集中式数据处理，这不同於边缘架构，因为边缘架构则是由个别雷达感测器独立处理所有数据。

图二 : 卫星架构中的雷达感测器连接至中央 ECU

卫星架构的优点

集中式处理可实作有效的感测器融合演算法，进而提升决策准确度。有一种合适的比喻可说明此作业，那就是人类大脑会根据来自双眼的输入资讯做出决策，而不是根据单一眼睛独立做出决定。

原始设备制造商 （OEM） 可部署用於提高角解析度 （分散式孔径雷达） 的演算法、最大速度的演算法，甚或是用於物件分类的机器学习演算法。将融合的感测器输入与前述演算法相互结合後，即可提升感测性能，并产生相对精确的感知图。对汽车制造商而言，这代表自主程度更高。对驾驶与乘客而言，这代表车辆更加安全。

此外，使用卫星雷达感测器可提升系统可扩展性和模组化特性。由於可将感测器安置在车辆周围更为便利的位置，因此可实现许多的ADAS应用。只要变更感测器数量或感测器配置，即可调整涵盖的程度，因此可将具成本效益的低阶车辆单一平台，扩充至具有不同自主性程度且与众不同的顶级车辆。

卫星架构可透过感测器融合演算法，以及中央ECU所具备的更强大运算功能，增添价值。简化的卫星感测器，以及透过软体所实现的差异化，可协助降低系统复杂性，并提供创造价值的新方法。此外，使用卫星雷达也让汽车制造商可选择使用无线软体更新，藉此提升系统性能并强化安全性。前述多项优点，包括性能、可扩展性和简单性等，都是让卫星架构能在汽车产业中拥有卓越地位的推手。

专为卫星架构设计的雷达感测器

TI 专门为卫星架构设计了AWR2544 晶片内建雷达感测器。其采用具有四个发射器和四个接收器的整合式77- GHz 收发器，可提供更高的范围侦测功能和更隹的性能。此外也包含成本最隹化的雷达处理加速器，以及输送量经强化的1-Gbps乙太网路介面，以产生并串流范围FFT 压缩数据。此产品符合汽车安全完整性等级 B，并且可透过硬体安全性模组提供安全的执行环境。

此产品亦采用 TI 的封装发射（LOP）技术设计，因此可透过印刷电路板 （PCB） 内的波导，直接将讯号从封装辐射元件传输至3D天线。图三所示为具有 3D 波导天线的 AWR2544LOP 评估模组。

图三 : AWR2544LOP EVM

就系统层级而言，LOP技术可透过更高的讯号杂讯比提升性能、简化热管理、避免使用昂贵的 RF PCB 物料以降低成本，同时还可在多个感测器设计中重复使用 PCB，加以提升灵活性。

TI也提供相容、经安全强化且最隹化的电源管理积体电路，以简化系统实作。LP87725-Q1 具备三个低杂讯降压转换器、一个低压降稳压器和一个负载开关，可为以 AWR2544 为基础的卫星架构供电，此外亦具备乙太网路实体层。

结论

ADAS应用不断进化，以跟上不断提升的自主性程度和安全需求。随着卫星架构等新架构问世，这类系统中的感测与处理技术也必须一并进化，以支援新功能。在汽车系统设计人员采用这些趋势时，如AWR2544雷达感测器等产品即可提供灵活性，并协助打造更安全、更智慧的车辆。

（本文由德州仪器提供）