自动驾驶中的传感器技术57——USS(3)

本文从结合超声IC对超声波雷达系统以及独立的超声波雷达进行介绍。

1、基于AK2 USS 的APA方案（Elmos）

以AK2 USS 为例子：

1. MCU 通过 SPI 与 E521.42 通信，将指令转换为 DSI3

2. DSI3 总线向 E524.17 发送激励信号并采集回波

3. 数据经 USB‑UART 转换后送至 PC/车载 ECU 进行实时处理

Ref：DSI3超声波总线接口实例-CSDN博客

AK2 USS 端的智能超声IC为 E524.17（DSI3接口）

Ref：https://www.elmos.com/english/products/sensor-ics/ultrasonic-distance.html

芯片参数如下：

Ref：https://www.elmos.com/fileadmin/elmos-website/products/sensors/ultrasonic/elmos-smart-ultrasonic-sensor-ic-with-dsi-Interface-e52417-is.pdf

• Flexible high-speed DSI3 communication interface
• Embedded 32 bit micro controller (Arm® Cortex® -M0)
• 32 kByte OTP (31 kByte for customer)
• 256 Byte EEPROM (208 Byte for customer)
• 4 kByte SRAM

Ref：https://www.elmos.com/fileadmin/elmos-website/products/sensors/ultrasonic/DSI3__Bus_Standard_r1.00.pdf

2、TI的解决方案（UPA方案）

TI的UPA方案目前已经不是主流方案，但是对于USS设计还是有参考价值，这里将相关设计罗列出。

Ref：https://www.ti.com/lit/ab/snva784a/snva784a.pdf?ts=1758780548174&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

Ref：https://www.ti.com/lit/ug/tidudo4/tidudo4.pdf?ts=1758781165542&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

Ref：https://www.ti.com/lit/an/slaa907d/slaa907d.pdf?ts=1758702004895&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

下图为UPA系统方案，器件选型都给出了参考，其通信接口还没有用到DSI3.

3、超声IC内部系统架构

这里给出超声IC的内部系统架构，可以帮助理解超声波雷达是如何工作的。

4、国产AK2芯片

Ref：https://www.eeworld.com.cn/qcdz/eic707141.html

极海联合广汽发布车规级AK2超声波传感和信号处理器G32A217，内置MCU (Cortex-M0+ )和DSP，集成DSI3总线通信接口，传输速率444kbit/s，实现独立双通道通信，系列产品通过AEC-Q100 Grade 2车规可靠性认证，测距范围0.1m~7m，可编程驱动频率30kHz~125kHz。

纳芯微正式推出兼容标准DSI3协议的超声雷达探头芯片（Slave）NSUC1800，采用QFN20（4mm×4mm）封装，同时将推出接口转换芯片（Master）。NSUC1800能够实现近场探测10厘米盲区突破，精准捕捉车辆近身环境，也可实现6~7米的远距探测的提升；提供任意频率编码（AFG）方式，支持任意频率的灵活配置，兼容市面上所有编码方式的子集；采用后端18位ADC采样，性能优于市场主流的14位ADC；此外还实现了不同厂家Master与Slave之间的交叉搭配。

泰矽微（Tinychip Micro）宣布推出国内首款车规级无变压器直驱超声波雷达芯片TCAU33。

佑航科技作为一家初创超声波芯片公司，推出了AK2国产超声波芯片DJ62827。