多傳感器先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)

監(jiān)測越來越多的汽車攝像頭、雷達(dá)和其它高速傳感器模塊的狀態(tài)正變得越來越復(fù)雜。雖然具有本地處理器的智能傳感器可以監(jiān)控他們自己的健康狀態(tài)，但是原始數(shù)據(jù)傳感器通常缺少一個(gè)執(zhí)行該任務(wù)的本地微控制器，使得中央電子控制單元（ECU）處理器單獨(dú)監(jiān)視每個(gè)傳感器。

然而，原始數(shù)據(jù)傳感器不必“裝聾作啞”。將智能健康監(jiān)控功能集成到串行器和解串器（SerDes）鏈路芯片組中，可以避免中央處理器不斷輪詢傳感器的運(yùn)行狀態(tài)。本篇博文中，我將一睹這一裝置。

多傳感器先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）

下一代車輛可能有十幾個(gè)或更多的遠(yuǎn)程原始數(shù)據(jù)傳感器（圖1）。監(jiān)控每個(gè)傳感器的健康狀態(tài)增加了中央ECU處理器中的軟件開銷。ECU必須監(jiān)控諸如傳感器狀態(tài)、模塊電壓、模塊溫度、鏈路操作（雙向）等因素，及多個(gè)傳感器、串行器、解串器和其他芯片上的其他指示器等因素，以生成傳感器健康狀況的完整圖片。您可以為每個(gè)遠(yuǎn)程傳感器模塊添加一個(gè)小型微控制器進(jìn)行健康監(jiān)控和內(nèi)務(wù)處理，但這會增加模塊尺寸和成本——中央ECU仍然必須單獨(dú)檢查每個(gè)傳感器和鏈路。

將健康監(jiān)控功能集成到SerDes芯片組中，可集中監(jiān)控多個(gè)傳感器模塊及其鏈路，以便中央ECU只接收一個(gè)統(tǒng)一的中斷警告。

圖1：汽車攝像頭和雷達(dá)傳感器分布示例

鏈路狀態(tài)和保護(hù)

自主傳感器監(jiān)測中的第一層是鏈路完整性自身。鏈路必須提供魯棒控制通道及鏈路數(shù)據(jù)保護(hù)和診斷功能。該鏈路監(jiān)測電纜故障（開路、對地短路、短路到Vbatt）及位錯(cuò)誤，并將警報(bào)報(bào)告回ECU。正向通道和反向通道都由SerDes芯片組監(jiān)視故障。此外，DS90UB953-Q1串行器對串行器的數(shù)據(jù)輸入執(zhí)行奇偶校驗(yàn)，允許系統(tǒng)確定潛在錯(cuò)誤是源自傳感器還是來自鏈路。最后，解串器的自適應(yīng)均衡器提供電纜健康質(zhì)量測量，使系統(tǒng)能夠?qū)﹄娎|劣化發(fā)出警告。

傳感器模塊健康診斷

隨著傳感器激增且系統(tǒng)功能安全性變得越來越重要，為單獨(dú)的傳感器模塊提供某種程度的健康監(jiān)測是有用的。例如，DS90UB953-Q1串行器集成了許多功能支持這一目標(biāo)（圖2）。在內(nèi)部，串行器監(jiān)控自己的狀態(tài)，例如鎖定、有效時(shí)鐘和溫度。串行器還可監(jiān)視外部健康因素，如電源電壓和傳入的傳感器數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。連續(xù)發(fā)送到解串器的可配置報(bào)警位將警告ECU任何監(jiān)控值是否超出范圍。串行器還報(bào)告在到傳感器模塊的控制通道通信中是否存在錯(cuò)誤。如果發(fā)生I2C寫入錯(cuò)誤，串行器不傳送錯(cuò)誤的I2C命令，從而有助于防止傳感器模塊錯(cuò)誤配置。解串器向中央ECU發(fā)送警告，使得系統(tǒng)可以采取進(jìn)一步的動(dòng)作，如控制數(shù)據(jù)重傳。

圖2：集成傳感器模塊運(yùn)行狀況診斷的示例

聚合健康狀態(tài)

多輸入解串器集線器（如DS90UB960-Q1）將多達(dá)四個(gè)傳感器的狀態(tài)集成到單個(gè)可編程開漏中斷引腳（圖3）。由多個(gè)傳感器串行器或鏈路中的任何一個(gè)發(fā)送的報(bào)警可觸發(fā)中斷。然后本地處理器讀取狀態(tài)寄存器以確定警告的性質(zhì)和位置。您可以配置解串器中斷引腳，以根據(jù)多個(gè)可編程變量激活。由于該引腳使用開漏結(jié)構(gòu)，因此您可將多個(gè)中斷連接在一起（線OR'd），以組合來自多個(gè)芯片的中斷，從而節(jié)省處理器I/O引腳。

圖3：解串器中心聚合來自多個(gè)傳感器鏈路的報(bào)警

智能傳感器的健康

越來越多的高速傳感器正用于汽車中，這導(dǎo)致了自主駕駛的方式。今天的原始數(shù)據(jù)傳感器可以結(jié)合健康監(jiān)控功能，遠(yuǎn)程并自主地監(jiān)控故障，節(jié)省處理器資源并提供額外的系統(tǒng)保護(hù)層。這使得這些“健康智能”模塊可更容易地部署未來車輛所需的更多數(shù)量的高速傳感器。如想了解更多信息，請查看TI針對ADAS應(yīng)用的整個(gè)FPD-Link III SerDes產(chǎn)品系列。

審核編輯：何安淇