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
图1 基于AK2 USS 的APA系统架构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
图2 基于E524.17的USS方案芯片参数如下:
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)
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.
图3-1 TI的UPA系统方案
图3-2 TI的UPA系统方案
图4 TI USS设计方案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。
图5 TI USS IC 内部系统框图
图6 USS IC 内部系统框图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。
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