中央集成域控雷達(dá)，新架構(gòu)帶來革命性變化

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)從高速公路擴(kuò)展到城市道路，中國(guó)消費(fèi)者對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的熟悉程度和偏好開始對(duì)購(gòu)買決策產(chǎn)生越來越大的影響。而感知系統(tǒng)作為智能汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵組成部分，使用什么樣的傳感器，如何做好對(duì)周圍環(huán)境的感知能力成了重要課題。感知系統(tǒng)的感知能力并不依賴于單一技術(shù)，而是需要一個(gè)完善的感知體系來支持。

集中式雷達(dá)系統(tǒng)是感知體系中的關(guān)鍵部分，通過多個(gè)外置毫米波雷達(dá)和集中式處理架構(gòu)的應(yīng)用，可以提高環(huán)境感知的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。與單一傳感器相比，這種架構(gòu)能夠克服特定情況下傳感器的局限性，為智能汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛提供更全面、可靠的感知能力。

目前，主流的環(huán)境傳感器主要包括視覺技術(shù)和傳感器融合技術(shù)。通過綜合利用多種傳感器（如攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)）和數(shù)據(jù)融合算法，可以提高環(huán)境感知的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。然而，感知技術(shù)領(lǐng)域?qū)撩撞ɡ走_(dá)的需求也在不斷增長(zhǎng)。

在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用中，隨著電子和電氣（EE）架構(gòu)進(jìn)一步融合，雷達(dá)處理系統(tǒng)也出現(xiàn)了一種新的發(fā)展方向，即采用多個(gè)外置毫米波雷達(dá)和集中式處理架構(gòu)，這種方法帶來了很大的好處。

Part 1、為什么會(huì)出現(xiàn)集中式處理雷達(dá)系統(tǒng)？

傳統(tǒng)上，雷達(dá)系統(tǒng)采用邊緣處理方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，需要在雷達(dá)傳感器附近安裝處理器和計(jì)算單元，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。由于雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)（高達(dá)數(shù)TB），過去的處理方式是在本地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。而集中式處理雷達(dá)系統(tǒng)將雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并傳輸?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/499743.html">中央處理器，進(jìn)行更高效和協(xié)調(diào)的處理，提高整體性能和功能。集中式雷達(dá)處理系統(tǒng)帶來的優(yōu)勢(shì)非常明顯，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

●??數(shù)據(jù)整合與分析：集中處理系統(tǒng)可以整合來自多個(gè)雷達(dá)傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息的全面集成和準(zhǔn)確分析。這樣，在中央計(jì)算系統(tǒng)中，可以利用高算力芯片提供更為精準(zhǔn)、全面的環(huán)境感知。

●?實(shí)時(shí)決策： 中央處理單元能夠迅速處理來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)生成環(huán)境識(shí)別結(jié)果和決策信息，圍繞全局性考慮，可以提高雷達(dá)的反應(yīng)速度。

●?資源共享和優(yōu)化： 集中式處理允許更好地管理計(jì)算和存儲(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)資源的共享和優(yōu)化，提高系統(tǒng)的整體性能，同時(shí)也節(jié)省了能源和硬件成本。

●?網(wǎng)絡(luò)傳輸減少： 集中式處理減少了傳感器與處理單元之間的數(shù)據(jù)傳輸量，從而減小了對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲的需求，這種優(yōu)化提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。

●?靈活性和可擴(kuò)展性：集中式處理架構(gòu)具有高度的靈活性和可擴(kuò)展性。系統(tǒng)可以根據(jù)需求靈活增加或替換傳感器，并進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)整和配置。這種靈活性使得系統(tǒng)更容易適應(yīng)不同駕駛場(chǎng)景和需求。

具有集中處理的雷達(dá)系統(tǒng)代表了高計(jì)算能力系統(tǒng)下的一種新方法，當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)這種架構(gòu)，需要能夠處理這種類型的數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝нB接技術(shù)。

Part 2、數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)：A-PHY標(biāo)準(zhǔn)的重要性

在當(dāng)前汽車領(lǐng)域的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ADS）和車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)（IVI）中，A-PHY技術(shù)扮演著重要的角色。A-PHY是一種標(biāo)準(zhǔn)化的高速傳輸技術(shù)，它不僅具備高帶寬、低延遲和可靠性等特點(diǎn)，還為整個(gè)汽車行業(yè)提供了一種統(tǒng)一的解決方案。其標(biāo)準(zhǔn)化特性使得不同廠商和設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)互操作性，從而推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新。MIPI聯(lián)盟制定的MIPI A-PHY標(biāo)準(zhǔn)是汽車領(lǐng)域的一項(xiàng)重大革新，具備卓越的電磁兼容性（EMC）、超高帶寬，簡(jiǎn)化了汽車架構(gòu)，同時(shí)保障了端到端的安全性。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不僅滿足了汽車行業(yè)對(duì)高帶寬、低延遲和可靠性的需求，還推動(dòng)了行業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新發(fā)展。

事實(shí)上，A-PHY正在徹底改變傳感器之間的連接方式。在過去，使用專有橋接技術(shù)或組件連接不同的系統(tǒng)、設(shè)備或接口時(shí)，常常受到各種標(biāo)準(zhǔn)和限制的制約，導(dǎo)致了功能受限和兼容性問題的存在。而MIPI A-PHY的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議消除了這些問題，使得傳感器之間的連接更加靈活和通用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸和通信功能的擴(kuò)展。MIPI A-PHY還帶來了額外的好處，可以直接在傳感器內(nèi)部集成A-PHY，無(wú)需額外的橋接設(shè)備，徹底消除了橋接解決方案的需求。這種創(chuàng)新性的集成方法不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，也為未來的汽車技術(shù)發(fā)展提供了更為可靠和高效的解決方案。

Part 3、毫米波雷達(dá)技術(shù)趨勢(shì)和未來發(fā)展 ??

●?系統(tǒng)層面中心化處理原始雷達(dá)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)

硬件/軟件分離技術(shù)賦予了系統(tǒng)設(shè)計(jì)更大的靈活性，它使得在不更改硬件的前提下實(shí)現(xiàn)軟件的更新或升級(jí)成為可能，為維護(hù)和擴(kuò)展提供了更為便捷的途徑。而PoDL技術(shù)采用單根電纜或線路傳輸電源和數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化了雷達(dá)傳感器的布線，極大減少了多根電纜和多個(gè)連接器的需求。此外，通過集中式處理原始雷達(dá)數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)更為緊湊的雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使其物理尺寸更小，更適合安裝在空間有限的車輛或設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的緊湊集成。

通過采用集中式處理方法、結(jié)合硬件/軟件分離和PoDL等技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)化，組件數(shù)量減少，同時(shí)生產(chǎn)和維護(hù)流程也得到了優(yōu)化，從而降低了雷達(dá)系統(tǒng)的總成本。這種創(chuàng)新的雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)了一種“Raw Data + Power”架構(gòu)。其中，原始數(shù)據(jù)指的是各種傳感器（包括攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等）獲取的未經(jīng)處理或轉(zhuǎn)換的數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)，其中包含了汽車周圍環(huán)境的信息，如道路、障礙物、交通標(biāo)志等。

●?降本：雷達(dá)技術(shù)的簡(jiǎn)化趨勢(shì)

電源部分則涵蓋了為傳感器、控制單元、執(zhí)行器和其他電子設(shè)備提供電能的系統(tǒng)，確保這些設(shè)備能夠正常運(yùn)行。將原始數(shù)據(jù)和電源結(jié)合起來，形成了一種創(chuàng)新架構(gòu)，支持汽車感知、控制功能的實(shí)現(xiàn)。在簡(jiǎn)化雷達(dá)系統(tǒng)的同時(shí)，升級(jí)到集中式處理雷達(dá)系統(tǒng)時(shí)，仍然可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的UTP（非屏蔽雙絞線）線束進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需更換整個(gè)線束系統(tǒng)，從而節(jié)省了成本和工作量。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法為現(xiàn)有系統(tǒng)的升級(jí)提供了便利，同時(shí)為未來的技術(shù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

●?Valens解決連接挑戰(zhàn)的技術(shù)和特點(diǎn)

面對(duì)連接挑戰(zhàn)，Valens憑借符合A-PHY標(biāo)準(zhǔn)的芯片組，提供高速、可靠和安全的數(shù)據(jù)傳輸解決方案，滿足了汽車行業(yè)對(duì)于高帶寬、低延遲和穩(wěn)定性的需求。其獨(dú)特的創(chuàng)新能力和技術(shù)優(yōu)勢(shì)使得Valens在駕駛輔助技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。

Valens的技術(shù)能力和特點(diǎn)提高了連接性能并簡(jiǎn)化了連接方案，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，為解決連接挑戰(zhàn)提供了關(guān)鍵支持。例如，在處理高帶寬原始數(shù)據(jù)和傳輸高速數(shù)據(jù)時(shí)，需要多個(gè)MMIC（微波集成電路）和增加中頻帶寬的支持。同時(shí)，快速SPI作為一種外設(shè)設(shè)備通信的接口技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)制信號(hào)和快速啟動(dòng)，為數(shù)據(jù)傳輸提供高效保障。

Valens還通過單根電纜和連接器為設(shè)備提供電源，實(shí)現(xiàn)了綜合能力的全面應(yīng)用。這種高帶寬數(shù)據(jù)處理、快速通信接口和電纜供電的協(xié)同作用，顯著提高了連接性能和簡(jiǎn)化了連接方案，滿足了多樣化應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

Valens將MIPI A-PHY技術(shù)融入其雷達(dá)系統(tǒng)中，使12部MMIC雷達(dá)的原始數(shù)據(jù)能夠高效傳輸?shù)街醒胩幚韱卧M(jìn)行分析和處理。這種技術(shù)為汽車安全系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域提供了廣泛適用的數(shù)據(jù)，如目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤和決策。通過采用MIPI A-PHY連接技術(shù)，Valens開發(fā)了面向集中式處理的精簡(jiǎn)雷達(dá)設(shè)計(jì)，將雷達(dá)的原始數(shù)據(jù)傳輸至集中式電控單元（ECU），實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，利用快速SPI進(jìn)行雷達(dá)管理，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的整體性能和功能。這一綜合方法不僅提高了數(shù)據(jù)處理效率，還為系統(tǒng)的高效運(yùn)作和創(chuàng)新功能提供了強(qiáng)大支持。

Part 4、真實(shí)案例

這不僅僅停留在理論層面。很多公司正在開發(fā)具有集中處理功能的軟件定義雷達(dá)。一個(gè)例子來自智能雷達(dá)系統(tǒng)（SRS），這是一家韓國(guó)公司，該公司正在開發(fā)具有MIPI A-PHY連接的集中處理雷達(dá)，將原始數(shù)據(jù)從雷達(dá)的MMIC傳輸?shù)街醒隕CU。雷達(dá)使用A-PHY提供的快速SPI控制接口，該項(xiàng)目是專門為一家汽車OEM設(shè)計(jì)的。

另一個(gè)例子來自離家較近的地方——Intron旗下的一家中國(guó)公司G-Pulse。G-Pulse基于A-PHY，利用Valens的VA7000芯片組系列，創(chuàng)建了一種具有集中處理功能的4D毫米波雷達(dá)。這種軟件定義的雷達(dá)能夠通過UTP線纜運(yùn)行，成本低、能耗低、效率高。

小結(jié)

隨著自動(dòng)駕駛進(jìn)入新的階段，需采用各種創(chuàng)新的辦法解決毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性問題，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胗?jì)算平臺(tái)進(jìn)行集中分析和處理，可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)數(shù)據(jù)更高效和協(xié)調(diào)的處理，顯著提升雷達(dá)系統(tǒng)的整體性能和功能，真正實(shí)現(xiàn)多傳感器的有效融合處理。

據(jù)最新報(bào)道，Valens和英特爾代工服務(wù)部門（IFS, Intel Foundry Services）宣布了一項(xiàng)重要合作。雙方將利用英特爾先進(jìn)的制造工藝生產(chǎn)符合MIPI A-PHY標(biāo)準(zhǔn)的芯片組，以滿足市場(chǎng)對(duì)于創(chuàng)新連接解決方案的需求。這一合作進(jìn)一步加強(qiáng)了Valens和英特爾之間的戰(zhàn)略合作關(guān)系，并且為推動(dòng)汽車行業(yè)的芯片模塊架構(gòu)發(fā)揮了重要作用。

Valens和英特爾的合作將進(jìn)一步推動(dòng)集中式雷達(dá)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用。借助英特爾先進(jìn)的制造工藝，生產(chǎn)符合MIPI A-PHY標(biāo)準(zhǔn)的芯片組，將為集中式雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展提供關(guān)鍵支持。這不僅將提高每個(gè)傳感器的性能，還有望降低成本，推動(dòng)集中式雷達(dá)系統(tǒng)在自動(dòng)輔助駕駛技術(shù)中的廣泛應(yīng)用。

隨著集中式雷達(dá)系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，未來智能汽車行業(yè)將迎來更加安全和智能化的駕駛體驗(yàn)。Valens和英特爾的合作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并有望為智能交通的發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。我們期待看到這一合作在未來的汽車行業(yè)中取得更多突破和成果。

Valens符合MIPI A-PHY標(biāo)準(zhǔn)的芯片的應(yīng)用將為汽車行業(yè)創(chuàng)新賦能，引領(lǐng)新一代集中式雷達(dá)的發(fā)展，Valens的技術(shù)能力和優(yōu)勢(shì)正在助力行業(yè)提高連接性能，簡(jiǎn)化連接方案，并滿足多樣化應(yīng)用場(chǎng)景的緊迫需求。