今年是納芯微在智能化領(lǐng)域的井噴之年，繼重磅推出Serdes芯片之后，前不久納芯微又發(fā)布一款重磅級芯片產(chǎn)品，NSUC1800。

NSUC1800是一款超聲波雷達探頭芯片，用在Slave端。未來，納芯微將會發(fā)布另一款芯片，用于域控端的接口轉(zhuǎn)換芯片，即Master主芯片。未來，兩者將互相補充，完善納芯微超聲波雷達芯片布局。

NSUC1800面向汽車領(lǐng)域應(yīng)用，目前已經(jīng)通過ISO26262 ASIL B功能安全認證及AEC-Q100車規(guī)級認證，支持-40℃～105℃。參數(shù)方面，采用QFN20（4mm×4mm）封裝，內(nèi)置Cortex-M3 MCU和多類型存儲器，MCU主頻達到44MHz，提供高達32kB NVM和10kB片上SRAM。

超聲波雷達的模組主要由換能器、PCBA及外殼組成。其中PCBA的核心就是探頭芯片，主要負責(zé)信號發(fā)射控制和信號處理。

超聲波雷達在汽車上應(yīng)用并不陌生，早在上世紀(jì)80年代初，豐田就首次采用超聲波雷達用于倒車預(yù)警。后隨著輔助駕駛的應(yīng)用，超聲波雷達開始大量使用。雖然其在輔助駕駛傳感器方案中并不占據(jù)C位。但憑借價格低廉和近距離通信，超聲波雷達已經(jīng)作為泊車功能必備傳感器，單車用量高達12顆，探測位置也不斷擴大（重點位置依然是車前和車后），數(shù)量上也僅次于攝像頭。

受技術(shù)原理限制，用量增加之后，超聲波雷達首先要解決的是信號干擾的問題，實現(xiàn)多發(fā)多收和掃描效率提升。

其次在輔助駕駛功能要求下，超聲波雷達探測距離和數(shù)據(jù)精度也需要提升，以方便客戶獲取更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，以提升輔助駕駛功能。

站在供應(yīng)鏈角度的話，超聲波雷達Slave端和Master端需要具備互聯(lián)互通功能。但現(xiàn)在由于該產(chǎn)品主要由外資企業(yè)供應(yīng)，各廠商較難互聯(lián)互通。

針對上述問題，在NSUC1800發(fā)布之際，納芯微技術(shù)市場經(jīng)理王良藩一一進行了解答。

01.    靈活編碼，解決抗干擾難題

造成超聲波信號干擾的原因來自于其技術(shù)原理。

在工作時，超聲波雷達會發(fā)送一定頻率的超聲波，遇到障礙物之后返回到超聲波雷達探頭接收。通過發(fā)送與接收的時間差來計算距離。作為對比，毫米波雷達發(fā)送的是電磁波，超聲波雷達發(fā)送的是機械波。

由于超聲波雷達的頻率較為集中，共同工作時就會導(dǎo)致同頻干擾。

目前行業(yè)內(nèi)采用的方式是通過頻率編碼的方式解決，即通過給不同探頭發(fā)射不同頻率編碼的機械波來解決，也就是AK2超聲波雷達。納芯微NSUC1800也不例外，同樣兼容AK2。

不同的是NSUC1800可以提供的頻率編碼更加豐富，更加靈活。王良藩介紹，NSUC1800可以實現(xiàn)包括定頻，線性Chirp、非線形Chirp、階梯式（FSK+Chirp）、非交叉Chirp在內(nèi)的多種編碼方式，并且可以實現(xiàn)定頻與變頻組合發(fā)波與同時接收在內(nèi)的靈活發(fā)波方式。

靈活多樣的頻率編碼意味著NSUC1800解決干擾的方式將會更加多樣，在應(yīng)對復(fù)雜情況以及不同特性的超聲換能器時方案也更加多樣。

02.    最近0.1m，最遠7m探測距離

超聲波雷達的探測距離要求主要來自于輔助駕駛。在進行自主泊車時，近距離障礙物探測能夠有助于車輛避讓墻角、路沿，即使在狹窄的車位上也能安全泊入、泊出。長距離探測能力則有助于與攝像頭在內(nèi)的其他傳感器精準(zhǔn)確定車位位置，并判斷是否適合泊入。此外，遠距離探測也能有助于實現(xiàn)提升低速AEB性能，改善安全。

目前，對于超聲波雷達而言，近距離探測要求是0.1m，遠距離探測要求是7m。

在近距離探測時，超聲波雷達主要解決的是信號飽和的難題。為此，NSUC1800在硬件層面，采取的是模擬前端時變增益控制，解決近場信號飽和，遠距離時恢復(fù)正常增益。在軟件層面，采用的是全新的，或者特殊的近場檢測算法（NFD），通過自適應(yīng)方式生成預(yù)測門限，準(zhǔn)確判斷障礙物回波時間。

遠距離探測則需要解決信號衰減的問題。為此NSUC1800可以提供更低噪聲的信號鏈路，即LNA噪聲小于4nV/sqrt（HZ）。同時在后端配合高精度，大范圍的ADC采樣，分辨率最高支持18位，而業(yè)內(nèi)常規(guī)僅為14位，實現(xiàn)從更近到更遠的更大動態(tài)范圍。

03.    互聯(lián)互通，打破封閉生態(tài)

在實際部署中，超聲波雷達探頭芯片（Slave芯片）將信號傳輸至主芯片（Master芯片），最后由Master芯片將信號傳輸至域控制器，完成信號融合與控制。Slave芯片和Master芯片之間采用DSI3總線傳輸，通常一顆Master芯片連接6顆Slave芯片。NSUC1800也不例外，同樣支持DSI3總線傳輸，并且能極大提高Master和ECU間的SPI通信速率，緩解了傳統(tǒng)方案中Master對ECU的總線占用。

不同的是，納芯微NSUC1800支持不同廠家芯片之間的互聯(lián)互通。即NSUC1800可以與不同廠家之間的Master芯片實現(xiàn)信號傳輸。后續(xù)發(fā)布的Master也可以實現(xiàn)與不同廠家的Slave芯片實現(xiàn)信號傳輸。互聯(lián)互通功能在此前發(fā)布的Serdes芯片中也是重要的差異點。

04.    深度數(shù)據(jù)回傳，支持更高等級輔助駕駛

王良藩表示，雖然障礙物高度信息還需要依賴整個系統(tǒng)，但輔助駕駛同樣對超聲波雷達信號提出要求。

主要表現(xiàn)是對障礙物識別維度升級，要求能夠通過包絡(luò)數(shù)據(jù)進行細節(jié)分析，以精準(zhǔn)分辨高低障礙物。這就要求超聲波雷達需要將ADC采樣原始數(shù)據(jù)進行上傳，以及將事件前后包絡(luò)數(shù)據(jù)進行上傳，而不僅是事件本身。

為了應(yīng)對這一要求，NSUC1800提供了10K的SRAM（業(yè)內(nèi)一般為4K），以及高于標(biāo)準(zhǔn)的總線傳輸速度預(yù)留，以方便超聲波原始數(shù)據(jù)回傳。

總結(jié)

從此前的Serdes芯片和如今的超聲波雷達芯片產(chǎn)品可以看出，在智能化領(lǐng)域，納芯微除性能提升外，非常注重互聯(lián)互通功能。而互聯(lián)互通的實現(xiàn)，對于構(gòu)建一個靈活開放的供應(yīng)鏈生態(tài)體系至關(guān)重要，也將推動國產(chǎn)芯片供應(yīng)鏈生態(tài)達到一個全新的高度。

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