MPS自動駕駛產(chǎn)品滿足日益復雜的自動駕駛系統(tǒng)需求

2004年到2007年，美國先后舉辦了三場無人駕駛挑戰(zhàn)賽，催生了自動駕駛這一賽道。由此，自動駕駛步入了產(chǎn)業(yè)化時代，各汽車強國都在爭相搶占產(chǎn)業(yè)制高點。在中國，伴隨著新能源汽車市場的火熱，自動駕駛也步入了發(fā)展快車道。

自動駕駛

定義

自動駕駛汽車（Autonomous Vehicle），是指一種通過傳感器和運算單元實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車，其核心硬件模塊包括電子控制單元（ECU, Electronic Control Unit）/域控制器（DCU, Driving Control Unit）和傳感器（感知元件）兩大部分。根據(jù)美國汽車工程師協(xié)會（SAE）發(fā)布的SAEJ3016標準和2021年8月中國出臺的《汽車駕駛自動化分級》國家標準，自動駕駛被分為L0至L5 六個等級，從L0級應急輔助駕駛到L5級完全自動駕駛，如下圖所示：

圖2 SAE發(fā)布的自動駕駛等級

自動駕駛市場

自動駕駛市場的在世界范圍內(nèi)不同程度的增長是毋庸置疑的事實，而其中，中國市場的火熱程度可謂只增不減。中汽協(xié)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年9月我國新能源汽車滲透率已提升至27.1%，增長持續(xù)超預期。中國已連續(xù)多年成為全球最大的新能源汽車產(chǎn)銷市場，同時也是2021年全球第一大電動汽車出口國。新能源產(chǎn)業(yè)競爭力的提升為我國汽車產(chǎn)業(yè)提供了彎道超車的機會。

智能化是新能源汽車的核心之一，也是汽車行業(yè)未來重要發(fā)展方向，而自動駕駛又是智能化最大的特征，幾乎成為目前新能源汽車的標配功能。因此，自動駕駛將是未來多數(shù)車企選擇的主賽道，這無疑為自動駕駛技術的升級按下了加速鍵。

順應自動駕駛的迅猛增長大勢，MPS 蓄勢待發(fā)，從汽車自動駕駛系統(tǒng)的域控制器（DCU）和傳感器兩個核心模塊進行布局，推出多款車規(guī)級芯片，為汽車生產(chǎn)商提供完整供電解決方案，助力自動駕駛汽車平穩(wěn)上路。

自動駕駛 “路障”重重

隨著自動駕駛功能的不斷豐富和完善，主芯片的計算能力不斷提高，系統(tǒng)的電源需求也隨之增加，電源設計將面臨更高要求，當前諸多困難亟待解決。

路障一：設計復雜

自動駕駛級別的提升和應用的豐富意味著對主芯片算力和信息處理能力要求的提高。外圍傳感器傳輸至汽車域控制器（DCU）處理的數(shù)據(jù)大幅度增長，作為汽車“大腦”的主芯片陷入算力焦慮，各大廠商紛紛開足馬力開發(fā)大算力芯片。預計在2025年， 1000T算力的汽車芯片將會面世。

更大的算力，更豐富的智能駕駛場景意味著更高的功耗和更復雜的系統(tǒng)方案，這對整體的電源設計提出了更高要求，不乏時序管理、功能安全監(jiān)測、多相電源等功能的集成。

路障二：可靠性保證

作為汽車的核心元器件，汽車芯片的可靠性直接決定了汽車行駛時的安全性和穩(wěn)定性，直接影響到車內(nèi)人員的生命安全。近年來，與自動駕駛相關的交通事故在全世界范圍內(nèi)頻發(fā)，造成多起人員傷亡案件，一次次地敲響了安全警鐘。

因此，車規(guī)級芯片的可靠性標準必須遠遠高于一般的消費級芯片，才能在最大程度上保障人的生命財產(chǎn)安全。

路障三：體積和性價比困境

隨著自動駕駛系統(tǒng)功能的不斷完善，車載芯片方案也愈加復雜。

例如，在自動駕駛L3級別中，傳感器模塊中的攝像頭將從每車3-4個提升至最高達22個，分辨率將從1MP上升到8MP甚至是15MP，車載攝像頭市場將呈現(xiàn)幾何級增長。在此發(fā)展趨勢下，小體積、高集成度、高性價比的供電解決方案更能受到生產(chǎn)商的青睞。

MPS助力車企清除障礙

針對汽車自動駕駛設計環(huán)節(jié)中可能面臨的諸多問題，MPS瞄準障礙，推出多款產(chǎn)品，將痛點逐個擊破。

助力一：完整解決方案

針對復雜的自動駕駛域控制器的產(chǎn)品，MPS可以提供一套完整的解決方案。

主芯片核心供電--- MPQ2967+MPQ86960

圖4 MPQ2967和MPQ86960自動駕駛SOC解決方案

MPQ2967+MPQ86960是對自動駕駛域控制器（DCU）進行核心供電的解決方案，專為高算力，大電流主芯片進行核心供電。

MPQ2967是用于自動駕駛應用的雙軌數(shù)字多相控制器，最多可配置為四相兩軌。MPQ86960是一款內(nèi)置功率 MOSFET 和柵極驅(qū)動器的單片半橋，它可以在寬輸入電壓 (VIN) 范圍內(nèi)實現(xiàn)高達 50A 的連續(xù)輸出電流 (IOUT)。

MPQ2967+MPQ86960該解決方案還集成了時序管理、功能安全監(jiān)測、電流采樣、溫度采樣等功能。同時，SoC核心供電配合集成的智能半橋內(nèi)相階段TM(德摩西)，并采用COT（恒定導通時間）控制方式，實現(xiàn)了極簡的外部BOM，可以通過較少的輸出電容個數(shù)對負載瞬態(tài)做出快速響應，在極大程度上簡化了設計工作，是自動駕駛電源解決方案的理想選擇。

系統(tǒng)功能安全解決方案----MPQ79500 MPQ MPQ+MPQ79700

一個自動駕駛系統(tǒng)龐大，除了主芯片核心供電之外，還有很多外設，I/O口等都需要供電，這些供電往往需要獨立的小電源來供電，而這些小電源的上下電時序以及功能安全設計，獨立的小電源自己無法滿足。針對這個需求，MPS推出了MPQ79500 MPQ MPQ和MPQ79700兩款能夠支持汽車安全等級 ASIL-D級芯片，幫助復雜系統(tǒng)輕松實現(xiàn)的功能安全系統(tǒng)設計。

MPQ79500 MPQ MPQ是一款專為汽車安全應用設計的 6 通道電壓監(jiān)測器，每個通道都可以配置OV/UV，集成內(nèi)置自檢 (BIST) 等安全機制，診斷以及寫保護來實現(xiàn)ASILD的應用要求。

MPQ79700是一款 12 通道功能安全電源定序器，提供可配置性與靈活性，能夠支持不同應用與片上系統(tǒng) (SoC) 的跨代設計復用，集成內(nèi)置自檢 (BIST) 等安全機制，以實現(xiàn)高診斷覆蓋率，使系統(tǒng)達到目標 ASIL 等級。

圖6 MPQ79700

助力二：全流程把關，提升可靠性

MPS具有豐富的車規(guī)級芯片生產(chǎn)經(jīng)驗，可以從設計環(huán)節(jié)到測試環(huán)節(jié)全流程把關，最大限度提升芯片可靠性。

從設計階段，芯片即滿足AEC-Q100車規(guī)級標準。量產(chǎn)階段，MPS具有完善的全溫測試技術，能夠確保汽車級芯片在全溫環(huán)境下高可靠性，MPS的目標是向0 DPPM 目標無限靠近，從而提高終端用戶產(chǎn)品的安全性和可靠性。

助力三：小體積，大作用

針對某些應用，對體積和效率有比較高的要求，例如車載攝像頭等部件，因為整體的產(chǎn)品體積小，從而對方案的尺寸，效率，溫升等有較高的要求。MPS利用自身先進半導體制程，豐富系統(tǒng)設計經(jīng)驗，專門開發(fā)了一款車載攝像頭的電源管理芯片，MPQ792X。

MPQ792X是專為車載camera設計的小體積，高功率密度集成PMIC，采用節(jié)省空間的(2.5mmx3.5mm) 封裝。同時，芯片采用MPS特有的Flip chip倒裝封裝工藝，有效提高芯片散熱能力，為小體積，高功率密度的優(yōu)秀表現(xiàn)提供堅實基礎。

圖7 MPQ792X Pmic for adas camera

結語

目前，自動駕駛仍在高速發(fā)展階段，各大汽車生產(chǎn)商都在向著實現(xiàn)L5級別自動駕駛的目標前進，而MPS一系列專為自動駕駛研發(fā)的產(chǎn)品可以滿足日益復雜的自動駕駛系統(tǒng)，讓大家離“解放雙手”的駕駛體驗更近一步。

審核編輯：彭菁