全新单芯片毫米波传感器发布会回放

我们今天的Demo演示的是 使用我们77G的单芯片 用来检测不同物体的表面 现在大家看到的是我们用来检测金属的表面 我现在把它换成水面 你可以看到我们迅速的检测到 现在在我们的雷达下方是一个 水面 接下来我把它换到普通的沙地上 雷达也迅速检测到下面是一个普通的陆地沙面 所以这是物体表面检测的一个demo 这个demo演示的是我们使用77G雷达 来检测一个区域内 不同的物体 通过判断该物体离雷达的距离 以及速度来判断进入该区域的不同物体 因为TI的77G雷达芯片 具有足够宽的带宽 因此它的测量精度很高 在当前的demo里面 是使用我们的77G雷达芯片 来测量人的心跳 在当前一米的距离以内 它可以检测到微弱的一毫米以内的人的心跳的范围 谢谢 大家早上好你好 Robert和我今天要说一下 传感器在汽车和工业市场中的发展 我们生活的世界正在改变 正在变得越来越自动智能化 汽车在自动驾驶 工厂车间在自行运转 智能手机和各种智能架构成为关注焦点 我们相信传感器传感技术 在世界自动智能化进程中成为关键 机器将与人类共存 让我们来说一说传感技术 当前的传感技术是远远不够的 例如只感知物体的存在 而随着自控需求变得更加复杂 我们急需要获得被测物的确实距离 物体速度、物体角度 以及被测物体的类型 可以是行人，可以是行驶的自行车 在工厂车间可以是运送产品的载具 所以随着探测需求的复杂化 这些传感器可能会工作在很苛刻的环境中 比如街道场景的基本情况 有行人、自行车、大型车辆、小型车辆、摩托车 工厂车间中有很多油尘污垢 要面临各种不同的环境 所以当传感器试图识别更多复杂物体时 它们要工作在复杂多变的环境中 我们相信毫米波/微波传感技术 是唯一可以适应需求的传感技术 让我们进入今天的主题 毫米波或者说是微波传感器 它又被汽车行业称之为雷达 当前这一代的传感器 正在用在车辆的传感器 是一个分离器件系统 系统构成包含了 包含发送器件、接受器件、放大器 处理器、mcu、接口等 它们都是分离的 所以现有的传感器的问题是太大 功耗过于巨大 工作频率需要过于复杂的设计 而且探测结果并不够准确 不能满足我刚才提到的现实需求 比如传感器不能区分 行人、自行车、大型车卡车 如果它们相距很近 今天我要向大家介绍一个器件 通过这个器件，TI将把传感器尺寸大幅减小 并且比行业现有探测精确度大幅度提高 我会展示一个用于汽车中的传感器 这就是目前汽车雷达传感器单体 用于盲区探测 注意它的尺寸 而如果使用TI推出的传感器芯片 我们集成了包括 发送、接收、ADC 基带、DSP、微控制器、高信号链接口 所有这些集中在一块10.4x10.4mm的芯片上 能开发出智能手表大小的传感器 这将比行业现有产品更加精准 也更坚固可靠性更高 现在我手中的这个传感器 是客户设计生产的一个参考设计 它就是采用了10.4 x 10.4mm的芯片 那么我们是怎么做到的呢 TI是通过哪些创新 来达到大幅减小体积并提高精准度的目的 并且集成到一颗芯片的呢 最基本的途径就是cmos cmos是电压控制的一种放大器件 是组成cmos数字集成电路的基本单元 TI在数年前就开始了产品创新开发活动 在cmos上实现了高频76 – 81GHz电路 一旦推广 就能把ADC、DPS等处理器部分 与毫米波传感器是集成到一块核心/一块芯片上 那么TI的芯片有什么特色呢 首先就是精确度 我们的精度比现有车载雷达高10倍 它精度如此之高，已经有接近线性的表现了 距离测定精确到头发丝粗细 大约在50微米级别 也就是传感器分辨率在50微米级别 cmos好处还有低功耗 那么我再给大家看一下这个传感器 以往传感器会消耗很多电力 能消耗高达4 – 5瓦 我们TI的全集成芯片传感器 再看一下TI的全集成传感器芯片 它会以包络供电的方式工作 功率消耗低至以往的1/4 最低可到150毫瓦 涉及到电动汽车 涉及到工业应用对功耗能效的需求 涉及到其他更广泛的传感器产品 能源功耗是要点 最后是高集成度大大减小尺寸 产品尺寸可以小到如智能手表 TI的cmos创新设计集中了 高精度低功耗小尺寸三个优势 全部封装在一个传感器芯片上 我们开发这样的科技 由此产生了一个产品系列 全系列产品都是基于同一个软件开发平台 美国时间5月16日，北京时间17日 同步发布这个产品系列 随同配套evm、软件、培训视频 方便用户围绕这个产品很快上手进行开发 我们相信使用TI的evm和参考软件 客户只需30分钟就可以开始着手产品开发 所以相比过去复杂的开发过程 一旦采用我们的新产品 开发毫米波传感器产品就变得很简单了 可以轻松快速地让研发人员开始体验使用 下面来说说车用雷达传感器系列 第一个产品是AWR12 以当今的车载前置雷达为例 大家可能从OEM厂商了解到很多相关应用了 它们在市场上已经存在一段时间了 我们在前置雷达上想要做出的改进 是我们力求达到更快更准 同时减少硬件体系和设计难度 和AWR12家族一同推出的新应用 包括高速路自动驾驶 会采用级联一系列AWR 12器件的方式 来覆盖探测一个很大的区域 以便自动驾驶系统扫描到车体前方的场景 下面介绍的是AWR14 AWR14集成微控制器 并且具有最小的近距传感器 相信汽车工业可以把它用在 传统上非雷达的传感应用上 再考虑一下车身四周的传感器 比如开门防撞提示 比如自动后备箱开启 比如车顶探测 毫米波传感器的优势在于 可以安置在车体表面以下 可以工作在相对苛刻的环境中 使这些应用成为可能 另外我们还考虑到了驾驶人员监测 就像我们在demo里面显示给大家的 可以通过极高的探测精度检测人员呼吸频率 也可以进行生命检测 例如当车门落锁后 车辆可以通过探测振动来感知生命体的存在 进而做出示警开锁的安全保护动作 再次强调AWR14是最小的近距传感器 相信能在很多传统上飞雷达的汽车应用 做出优异表现 最后一个产品AWR16 芯片上包含了RF、 MCU以及TI C6 DSP 这款产品为汽车带来单片雷达方案 回想整个针对汽车的讨论 汽车雷达传感的最基本需求 是0至100米范围内的探测 这也基本上是我们开车的基本需求 所以真正需要的就是 汽车周围百米范围内的精确动态感知 这就需要雷达具有很高的分辨率 要能分辨出相隔只有几厘米的不同物体 回到高密度的交通环境中 面对不同种类的交通参与者、不同程度的反射 比如有辆自行车在公共汽车前面 需要准确识别出公共汽车前的自行车 而不能把自行车和公共汽车混为一体 以保证车辆作出正确处理 AWR16把以上功能完全整合 结合高探测精度装入极小的封装尺寸 不但极大优化当前的盲区检测、车辆识别 还带来引擎检测、行人/自行车探测、自动驾驶 交叉车辆示警、360度全外观测、停车辅助等 AWR 16提供了系列产品中最高的集成度 高度集成雷达还体积小到如智能手表 方便在车身内部署环绕探测 这也是它针对市场现有产品的很大区别和改进 大家应该还记得刚才我拿着的很大的黑色雷达 车身可能需要安装10个这样的传感器 那会占据很大的空间和功耗等资源 也会对设计调试及维护带来极大负担 我们要用创新设计结束这种负担 超小型车用雷达 可以轻松的布置10个单元在车身上 并能用他们组建高精度3D探测阵列 以便高效辅助车载电脑工作 那接下来请Robert先生给我们介绍一下在工业中的应用 Robert是负责全球雷达工业用品的总工程师 下面我要来讲一讲毫米波传感器产品 在工业市场中的应用 请允许我提醒，这些应用只是几个小块 现实是我们每周从每次与客户交流中 我们都发现更多的新的机会与工业应用 第一个介绍的是工业应用是液位/储罐感测 在工厂和大型工业综合体中 正在实现越来越多自动控制 对大型容器封固液化工物料的感知及其重要 对大型容器封固液化工物料的感知及其重要 此时可以在内部安是我们的智能传感器 精确捕获物料存量及用量 以便了解实际用量和预计相比更多还是更少 这就是在主流工业中已经广泛推广的一个应用 下面两个应用都是利用雷达来改善 原有基于光学应用的系统性能 交通监控和区域安防 这原本是传统光学相机的领域 但过去这两个领域准确度和有效工作范围都有限 比如下雨夜间等苛刻的环境里 在这些挑战性的环境中，雷达带来极大信息优势 可以指引摄像头被测物体动向 雷达准确感知距离 可以准确获知角度信息 可以告诉摄像机被测物在哪里 这样就有能力准确对焦 可以在捕获动作前让相机待机 或者控制相机拍摄所有雷达捕获的动作 在交通监控方面还有一点 雷达不仅能指引摄像头，还能引导交通灯 观测若干百米内车流量来计划交通灯变化 这样就能对交通流量做到动态的规划疏导 PPT这里展示的仅仅是几个应用实例 要想展示所有应用，那确实空间不够 最后一个例子是叉车与机器人 就像前面提到汽车的全向探测 刹车也有同样的需求 雷达保证叉车不会碰上人员与物体 最重要的是能准确告知在背后“没有”物体 这样就避免了“摸黑”倒车的情况 其他技术只能探测有物体的场景 我们的技术则更加的智能 再看机器人 工厂已经很自动化了但仍旧离不开人员 探测必须保持准确，且不仅仅局限在机器设备上 雷达帮助准确感知并保护机器周边人员 确保机器人动作准确 却不会侵入人员活动范围 产生一个安全区域 最后一个应用举例是无人机 需要对周边进行全向感知 要探测到路径上的障碍物 不要撞上建筑物供、供电线路等 我们团队的测试证明可探测80米以外的高压线 另外还可以协助降落 获知速度信息和地表材质等情况 在所有这些应用里 毫米波雷达传感器都提供了极大功能提升 最后TI这次给市场带来的 不仅仅是一个硅片硬件 还有软件工具比如mn Wave Studio 能帮助用户设计并模拟出产品性能表现 培训资料包含从2分钟指南到30分钟深入详解 有一整套统一开发平台，包含开发套件SDK 支持全平台产品 无论采用哪个毫米波产品 只需掌握一套系统的开发软件就可以了 开发工具包，外面展示了三个demo 用的都是同一个EVM 最后是TI的参考设计 它们是基于最终的应用，来给大家的一个设计参考 在交通监控上提供了基本的算法 在超短距雷达设计上提供了配置文件 这是软件、硬件的配套集成 完全针对最终的应用 用户可以快速上手关键应用 并且不需要完全从零开始开发 再次，我们今天发布这些产品，欢迎采用！ 下面的时间我们留给大家提问 TI的监控技术刚才讲了有很多的优势 那它有没有一些不足 另外它会不会完全取代硅谷的产品 我想这页内容能比较好地回答这个问题 CMOS提供三个基本优势 更精确、低功耗、小尺寸 我们很难讨论目前CMOS技术市场份额 那是由客户选择所决定的 我们提供的是这三点优势带来的便利 更精确、低功耗、小尺寸 最终还是由客户来从中选择 我们没有去做24G的产品，直接跳到了76G和81G 是将来的市场更趋向于 高频率还是我们要做差异化的竞争 24GHz，这就是24 GHz传感器 我们之所以100%地投入再76 GHz - 81 GHz上 就是为了提高分辨精度 高品质的一个好处是波长短 波长是原来24 GHz的三分之一 当波束从被测物反射时 在这个波段得到的分辨率 要比24 GHz的好三倍 第二个理由是全球趋势都在向更高频率迁移 到2018年这个迁移完成 届时24 GHz有效频段只有0.5MHz带宽 76 GHz - 81 GHz则有4到5的带宽 这也会提供附带的探测精确度 总结一下向76 GHz到81 GHz的全面投入 符合世界计划规范的标准趋势 能达到不同层次自动控制的精度需求 另外，从24GHz推进到77GHzz 减小了天线和PCB尺寸 带来了从尺寸到精度的改善 所以TI的策略是直接将之投入到传感器产品 结果就是比市场现有产品精度极大提升 体积也极大减小 我们现在的Demo演示的是 使用我们77G的单芯片 用来检测不同物体的表面 现在大家看到的是我们用来检测金属的表面 我现在把它换成水面 你可以看到我们迅速的检测到 现在在我们的雷达下方是一个水面 接下来我把它换到普通的沙地上 雷达也迅速检测到下面是一个普通的陆地表面一块沙地 所以这是物体表面检测的一个demo 这个demo演示的是我们使用77G雷达 来检测一个区域内 不同的物体 通过判断该物体离雷达的距离 以及速度来判断进入该区域的不同物体 因为TI的77G雷达芯片 具有足够宽的带宽 因此它的测量精度很高 在当前的demo里面是使用我们的77G雷达芯片 来测量人的心跳 在当前一米的距离以内 它可以检测到微弱的一毫米以内的人的心跳的变化范围 谢谢