集成智能傳感器健康監測用於先進駕駛輔助係統和自主駕駛
發布時間:2021-05-01 責任編輯:wenwei
【導讀】監測越來越多的汽車攝像頭、雷達和其它高速傳感器模mo塊kuai的de狀zhuang態tai正zheng變bian得de越yue來lai越yue複fu雜za。雖sui然ran具ju有you本ben地di處chu理li器qi的de智zhi能neng傳chuan感gan器qi可ke以yi監jian控kong他ta們men自zi己ji的de健jian康kang狀zhuang態tai,但dan是shi原yuan始shi數shu據ju傳chuan感gan器qi通tong常chang缺que少shao一yi個ge執zhi行xing該gai任ren務wu的de本ben地di微wei控kong製zhi器qi,使shi得de中zhong央yang電dian子zi控kong製zhi單dan元yuan(ECU)處理器單獨監視每個傳感器。
然而,原始數據傳感器不必“裝聾作啞”。將智能健康監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行狀態。本篇博文中,我將一睹這一裝置。
多傳感器先進駕駛輔助係統(ADAS)
下一代車輛可能有十幾個或更多的遠程原始數據傳感器(圖1)。監控每個傳感器的健康狀態增加了中央ECU處理器中的軟件開銷。ECU必須監控諸如傳感器狀態、模塊電壓、模塊溫度、鏈路操作(雙向)等因素,及多個傳感器、串行器、解(jie)串(chuan)器(qi)和(he)其(qi)他(ta)芯(xin)片(pian)上(shang)的(de)其(qi)他(ta)指(zhi)示(shi)器(qi)等(deng)因(yin)素(su),以(yi)生(sheng)成(cheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)的(de)完(wan)整(zheng)圖(tu)片(pian)。您(nin)可(ke)以(yi)為(wei)每(mei)個(ge)遠(yuan)程(cheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)模(mo)塊(kuai)添(tian)加(jia)一(yi)個(ge)小(xiao)型(xing)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)進(jin)行(xing)健(jian)康(kang)監(jian)控(kong)和(he)內(nei)務(wu)處(chu)理(li),但(dan)這(zhe)會(hui)增(zeng)加(jia)模(mo)塊(kuai)尺(chi)寸(cun)和(he)成(cheng)本(ben)——中央ECU仍然必須單獨檢查每個傳感器和鏈路。
將健康監控功能集成到SerDes芯片組中,可集中監控多個傳感器模塊及其鏈路,以便中央ECU隻接收一個統一的中斷警告。

圖1:汽車攝像頭和雷達傳感器分布示例
鏈路狀態和保護
自主傳感器監測中的第一層是鏈路完整性自身。鏈路必須提供魯棒控製通道及鏈路數據保護和診斷功能。該鏈路監測電纜故障(開路、對地短路、短路到Vbatt)及位錯誤,並將警報報告回ECU。正向通道和反向通道都由SerDes芯片組監視故障。此外,DS90UB953-Q1chuanxingqiduichuanxingqideshujushuruzhixingqiouxiaoyan,yunxuxitongquedingqianzaicuowushiyuanzichuanganqihaishilaizilianlu。zuihou,jiechuanqidezishiyingjunhengqitigongdianlanjiankangzhiliangceliang,shixitongnenggouduidianlanliehuafachujinggao。
傳感器模塊健康診斷
隨著傳感器激增且係統功能安全性變得越來越重要,為單獨的傳感器模塊提供某種程度的健康監測是有用的。例如,DS90UB953-Q1串行器集成了許多功能支持這一目標(圖2)。在內部,串行器監控自己的狀態,例如鎖定、有效時鍾和溫度。串行器還可監視外部健康因素,如電源電壓和傳入的傳感器數據錯誤。連續發送到解串器的可配置報警位將警告ECU任何監控值是否超出範圍。串行器還報告在到傳感器模塊的控製通道通信中是否存在錯誤。如果發生I2C寫入錯誤,串行器不傳送錯誤的I2C命令,從而有助於防止傳感器模塊錯誤配置。解串器向中央ECU發送警告,使得係統可以采取進一步的動作,如控製數據重傳。

圖2:集成傳感器模塊運行狀況診斷的示例
聚合健康狀態
多輸入解串器集線器(如DS90UB960-Q1)將多達四個傳感器的狀態集成到單個可編程開漏中斷引腳(圖3)。由you多duo個ge傳chuan感gan器qi串chuan行xing器qi或huo鏈lian路lu中zhong的de任ren何he一yi個ge發fa送song的de報bao警jing可ke觸chu發fa中zhong斷duan。然ran後hou本ben地di處chu理li器qi讀du取qu狀zhuang態tai寄ji存cun器qi以yi確que定ding警jing告gao的de性xing質zhi和he位wei置zhi。您nin可ke以yi配pei置zhi解jie串chuan器qi中zhong斷duan引yin腳jiao,以yi根gen據ju多duo個ge可ke編bian程cheng變bian量liang激ji活huo。由you於yu該gai引yin腳jiao使shi用yong開kai漏lou結jie構gou,因yin此ci您nin可ke將jiang多duo個ge中zhong斷duan連lian接jie在zai一yi起qi(線OR''''d),以組合來自多個芯片的中斷,從而節省處理器I/O引腳。

圖3:解串器中心聚合來自多個傳感器鏈路的報警
智能傳感器的健康
越yue來lai越yue多duo的de高gao速su傳chuan感gan器qi正zheng用yong於yu汽qi車che中zhong,這zhe導dao致zhi了le自zi主zhu駕jia駛shi的de方fang式shi。今jin天tian的de原yuan始shi數shu據ju傳chuan感gan器qi可ke以yi結jie合he健jian康kang監jian控kong功gong能neng,遠yuan程cheng並bing自zi主zhu地di監jian控kong故gu障zhang,節jie省sheng處chu理li器qi資zi源yuan並bing提ti供gong額e外wai的de係xi統tong保bao護hu層ceng。這zhe使shi得de這zhe些xie“健康智能”模塊可更容易地部署未來車輛所需的更多數量的高速傳感器。如想了解更多信息,請查看TI針對ADAS應用的整個FPD-Link III SerDes產品係列。
其他信息
● 還要考慮DS90UB954-Q1雙FPD-Link III解串器集線器。
● 將我們的一個解串器集線器與用於ADAS的TDA3x片上係統(SoC)處理器配對。
● 了解有關TI ADAS解決方案的更多信息。
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