助力汽車電子、機(jī)器人和能源基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，TI于上海慕尼黑電子展展示全面解決方案

從1958年，德州儀器的Jack Kilby成功把電子器件集成在一塊半導(dǎo)體材料硅上，發(fā)明出世界上第一顆集成電路。自此以來(lái)，TI始終專注設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和銷售模擬和嵌入式處理芯片。但僅僅是芯片層面的產(chǎn)品并不能夠滿足當(dāng)下加速發(fā)展的科技趨勢(shì)和日益迫切客戶需求。

從芯片這一底層技術(shù)出發(fā)，TI為諸多行業(yè)領(lǐng)先應(yīng)用提供了全面創(chuàng)新的解決方案，從而幫助客戶實(shí)現(xiàn)更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品設(shè)計(jì)；并在這一過(guò)程中，助力整個(gè)社會(huì)邁入到可持續(xù)發(fā)展的美好未來(lái)。

在近日2024年上海慕尼黑電子展落下帷幕，TI以“芯啟未來(lái)：共赴安全、智能、可持續(xù)之旅”為主題參展，展示了其在汽車電子、機(jī)器人、能源基礎(chǔ)設(shè)施三大板塊的明星產(chǎn)品和解決方案。德州儀器中國(guó)區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英在媒體分享會(huì)，這對(duì)此次參展的三大主題板塊內(nèi)容進(jìn)行了精彩的分享。

助力汽車的安全、智能化和可持續(xù)性

展望汽車市場(chǎng)的發(fā)展，應(yīng)該聚焦于如何實(shí)現(xiàn)汽車的安全、智能化和可持續(xù)性。關(guān)鍵技術(shù)包括新能源汽車的電動(dòng)化，如混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車的發(fā)展。從傳統(tǒng)燃油車到新能源汽車，特別是電子系統(tǒng)架構(gòu)的迭代，帶來(lái)了革命性的變化。

安全性和自主性也是關(guān)鍵。自主性指汽車在自動(dòng)駕駛或輔助駕駛中能更智能、更安全地運(yùn)行，在高速公路和城市環(huán)境中實(shí)現(xiàn)最小操作化自動(dòng)駕駛安全系統(tǒng)。安全性包括功能安全，確保汽車在自主運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)乘客或周圍造成傷害；信息安全，保障車輛數(shù)據(jù)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

軟件定義車輛的概念日益重要，與新一代汽車電子電氣架構(gòu)相關(guān)。許多客戶通過(guò)創(chuàng)新和協(xié)作推動(dòng)這一實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前電子電氣架構(gòu)趨勢(shì)是將汽車智能系統(tǒng)劃分為座艙、輔助/自動(dòng)駕駛和車輛控制三大領(lǐng)域。中央網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，主機(jī)廠正將分散的車身控制單元整合至三到四個(gè)區(qū)域控制器，提升汽車智能化和線控能力，增強(qiáng)安全性與能效管理。這一架構(gòu)為軟件定義車輛提供了硬件基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、云端聚合和OTA更新，推動(dòng)汽車行業(yè)的軟件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型。

TI的處理器、微控制器和電機(jī)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(jì)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。

在車輛高速互聯(lián)領(lǐng)域，TI的產(chǎn)品覆蓋從傳統(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(shí)時(shí)、安全的數(shù)據(jù)傳輸解決方案。

在ADAS領(lǐng)域，TI的傳感器技術(shù)，包括毫米波雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)，與高算力芯片相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)從感知到?jīng)Q策的完整鏈路管理。同時(shí)，TI的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)和乘客監(jiān)控系統(tǒng)提升了車輛的安全性和自主性。自動(dòng)駕駛的自主控制單元面臨多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)，包括在各種環(huán)境下的安全運(yùn)行、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和ISO 26262功能安全認(rèn)證。TI基于Arm®的MCU和處理器，具備深度學(xué)習(xí)能力，支持客戶通過(guò)安全功能認(rèn)證?！癟I會(huì)根據(jù)不同應(yīng)用對(duì)運(yùn)算種類的具體需求，集成多種不同的運(yùn)算加速器。結(jié)合我們本身的多核架構(gòu)，以滿足各個(gè)控制單元的運(yùn)算需求，提供高效、定制化的解決方案?！睅熡⒎窒淼健?

新能源汽車的核心在于其三電系統(tǒng)，即電池、電機(jī)和電控。電池管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控每節(jié)電芯的電壓和電流，實(shí)時(shí)跟蹤電池的健康、容量和充放電狀態(tài)，確保電池的性能和安全。TI的BMS解決方案提供實(shí)時(shí)電池狀態(tài)監(jiān)控，保障電池健康與安全。結(jié)合車載充電器和雙向直流轉(zhuǎn)換器，TI的系統(tǒng)滿足新能源汽車在續(xù)航、安全和快速充電方面的電氣系統(tǒng)需求。

助力機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)動(dòng)作和AI大腦

在機(jī)器人領(lǐng)域，精準(zhǔn)的電機(jī)控制至關(guān)重要。無(wú)論是工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人還是人形機(jī)器人，每個(gè)關(guān)節(jié)的馬達(dá)都需要精確控制，以確保動(dòng)作的準(zhǔn)確性和流暢性。此外，機(jī)器人的“大腦”必須具備AI能力，實(shí)現(xiàn)智能化。工業(yè)機(jī)器人尤其需要在邊緣完成實(shí)時(shí)運(yùn)算，以控制機(jī)械臂的精確動(dòng)作。傳感器技術(shù)對(duì)機(jī)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(shí)現(xiàn)對(duì)自身行為和周邊狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通信安全和數(shù)據(jù)完整性也是機(jī)器人設(shè)計(jì)的重要考慮因素，尤其是在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中。

在本次展出中，TI帶來(lái)了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。TI的氮化鎵功率半導(dǎo)體提供了高效的參考設(shè)計(jì)，其高開(kāi)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。TI的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了第三代半導(dǎo)體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了體積小、效率高、輸出功率大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，集成了門極驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)電路，如過(guò)流、過(guò)壓監(jiān)測(cè)等，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。TI的參考設(shè)計(jì)TIDA-010936是一個(gè)基于氮化鎵的48V、850W三相逆變器，展示了在高功率密度設(shè)計(jì)方面的技術(shù)實(shí)力。“TI提供了從傳統(tǒng)硅基到先進(jìn) GaN 技術(shù)的全面功率器件驅(qū)動(dòng)解決方案，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，并確保控制器端的精確和高效。”師英解答到。

在機(jī)器人設(shè)計(jì)的趨勢(shì)和方向上，自學(xué)習(xí)和安全性是兩個(gè)核心要素。AI運(yùn)算在邊緣完成，使得機(jī)器人能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的自我學(xué)習(xí)和自主決策，確保操作的精準(zhǔn)和運(yùn)行的安全。TI的AM62A邊緣運(yùn)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(dá)四個(gè)Arm® Cortex® A53處理器以及用于視頻和視覺(jué)處理的多個(gè)其他加速器，為機(jī)器人設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)。AM62A處理器在缺陷檢測(cè)等應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，通過(guò)集成的攝像頭和AI算法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線產(chǎn)品的實(shí)時(shí)缺陷檢測(cè)，輸出產(chǎn)能、缺陷統(tǒng)計(jì)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(hào)，完成視頻編解碼等任務(wù)。其獨(dú)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)施領(lǐng)域的全鏈路解決方案

在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，TI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(yùn)算以及電池管理系統(tǒng)。

在儲(chǔ)能領(lǐng)域，客戶面臨如何實(shí)現(xiàn)安全高效的能源采集與轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，無(wú)論是風(fēng)能還是太陽(yáng)能。通過(guò)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和管理用電側(cè)，才能幫助客戶優(yōu)化能源使用，識(shí)別用電峰谷，實(shí)現(xiàn)能源的合理分配。

儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決新能源波動(dòng)性的關(guān)鍵，因?yàn)樾履茉吹牟杉芟抻跉夂颉⒓竟?jié)、天氣等條件。在夏季高溫和生產(chǎn)旺季，用電量最大。TI的解決方案覆蓋家庭、工商儲(chǔ)能以及電場(chǎng)級(jí)別的儲(chǔ)能系統(tǒng)，支持在能源生產(chǎn)過(guò)剩時(shí)有效存儲(chǔ)，并在需求高峰時(shí)釋放能量。

TI還關(guān)注電動(dòng)汽車的高效充電技術(shù)，包括V2G（車到電網(wǎng)）和V2H（車到家）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛與電網(wǎng)或家庭的能源互動(dòng)。

TI的技術(shù)方向集中在提高功率密度和能量轉(zhuǎn)換效率。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。在儲(chǔ)能領(lǐng)域，TI的BMS系統(tǒng)提供1500V的解決方案，滿足不同規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求。

在電力傳輸和分配過(guò)程中，TI提供快速、準(zhǔn)確、可靠的電流電壓檢測(cè)方案，確保能源的有效管理和使用。同時(shí)，TI的OBC系統(tǒng)和充電樁解決方案推動(dòng)電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展。

總之，通過(guò)模擬和嵌入式技術(shù)的創(chuàng)新，德州儀器助力客戶實(shí)現(xiàn)更智能、更安全、更可持續(xù)的產(chǎn)品和解決方案?！拔覀?cè)趦?chǔ)能領(lǐng)域提供從通用器件到專業(yè) BMS 解決方案的全面技術(shù)支持，同時(shí)注重系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)算能力、安全性和可靠性?！睅熡⒖偨Y(jié)到。

結(jié)語(yǔ)

汽車、機(jī)器人和儲(chǔ)能是此次TI參加上海慕尼黑電子展所關(guān)注的三大板塊，而針對(duì)這三大板塊，TI也基于對(duì)于設(shè)備端的架構(gòu)深度理解，以及和頭部客戶的緊密合作，展示了從芯片到參考設(shè)計(jì)的全面解決方案。從微控制器、到模擬、功率轉(zhuǎn)換、電池管理，TI可以為汽車、機(jī)器人和儲(chǔ)能的客戶提供全棧的解決方案。隨著“可持續(xù)”和“AI”的推動(dòng)，我們的生活正在發(fā)生變革。而在這場(chǎng)變革中，TI將發(fā)揮重要作用。