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汽車ADC如何幫助設(shè)計(jì)人員在ADAS中實(shí)現(xiàn)功能安全

2021-09-01
來源:互聯(lián)網(wǎng)
關(guān)鍵詞: ADC ADAS 自動(dòng)駕駛汽車

  盡管當(dāng)今的車輛在多種駕駛場景中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,但背后真正推動(dòng)汽車從部分自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的不是汽車制造商,而是移動(dòng)服務(wù)提供商,例如出租車公司、汽車租賃公司、送貨服務(wù)公司以及需要提供安全、高效、方便且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的公共和私人交通工具的城市。

  在完全自主的自動(dòng)駕駛汽車駛上公共道路之前,它必須經(jīng)歷六個(gè)不同的自動(dòng)化等級(jí),即從0級(jí)(無自動(dòng)化)到5級(jí)(完全自動(dòng)化),如圖1所示。自動(dòng)化等級(jí)每提升一級(jí),都需要對高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 技術(shù)進(jìn)行大幅改進(jìn),并實(shí)現(xiàn)對所有安全關(guān)鍵型功能的適當(dāng)管理。

  自動(dòng)駕駛汽車使用多項(xiàng)傳感器技術(shù),包括攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)。根據(jù)不同的環(huán)境條件和距離,這些傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn)。傳感器融合箱會(huì)分析這些傳感器信號(hào)以及來自GPS和車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù),用于創(chuàng)建精確的三維環(huán)境測繪圖并發(fā)送適當(dāng)?shù)膭?dòng)作信號(hào)。圖2是此類自主系統(tǒng)的方框圖。

  隨著車輛自動(dòng)化水平越來越高,硬件和軟件子系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜,為了避免駕駛員、乘客和行人面臨危險(xiǎn)情況,這些子系統(tǒng)的功能安全變得至關(guān)重要。這些子系統(tǒng)需要滿足超高級(jí)別的功能安全標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)槿魏喂收隙伎赡苁侵旅?。根?jù)由ISO 26262劃分的自動(dòng)化等級(jí),道路車輛的功能安全需符合最高ASIL-D級(jí)的汽車安全完整性等級(jí) (ASIL)。

  為了達(dá)到高水平的ASIL功能安全要求,這些子系統(tǒng)需要通過使用適當(dāng)?shù)脑\斷監(jiān)控機(jī)制和并行冗余電路來顯著降低故障率并提高故障檢測的覆蓋率。它們需要測量和識(shí)別與不同電源軌相關(guān)的潛在故障,檢測不同電源的電壓或電流消耗是否有任何異常以及系統(tǒng)溫度是否有任何波動(dòng)。診斷出這些故障后,需及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧?。圖3顯示了實(shí)現(xiàn)此功能的概念方框圖。

  有一種使用獨(dú)立模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 進(jìn)行診斷監(jiān)控的更簡便方法越來越普及。功能安全目標(biāo)可能因安全關(guān)鍵性和實(shí)施情況而異。此外,每個(gè)工程或平臺(tái)的通道數(shù)量可能會(huì)有所不同,因?yàn)闇y量數(shù)量可能因工程和平臺(tái)而異。

  為促進(jìn)實(shí)現(xiàn)這種診斷監(jiān)控功能,德州儀器 (TI) 開發(fā)了ADS7038-Q1和ADS7142-Q1。ADS7038-Q1是一款超小型(3mmx 3mm)、8通道、12位、符合汽車電子委員會(huì) (AEC)-Q100 1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的ADC,具有集成的通用輸入輸出引腳(GPIO)、可編程故障檢測比較器、模擬看門狗和針對數(shù)據(jù)讀取/寫入操作和上電配置的8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。ADS7142-Q1是一款超小型(2mmx3mm)、雙通道、12位、符合AEC-Q100 1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的ADC,具有可編程故障檢測比較器。圖4顯示了ADS7038-Q1的方框圖,圖5顯示了ADS7142-Q1的方框圖。

  隨著車輛的自動(dòng)化水平不斷提高,一級(jí)供應(yīng)商和原始設(shè)備制造商越來越需要上述提供診斷監(jiān)控的ADC,用于實(shí)現(xiàn)其功能安全目標(biāo)。




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