【導讀】前置攝像頭是高級駕駛輔助係統 (ADAS) 的重要組件，尤其是鑒於現在的新車碰撞測試要求將自動緊急製動和正麵防撞作為汽車的標準功能。前置攝像頭有助於實現其他 ADAS 功能，例如自適應巡航控製
、行人檢測、車道保持輔助和交通標誌識別。

前置攝像頭是高級駕駛輔助係統 (ADAS) 的重要組件
，尤其是鑒於現在的新車碰撞測試要求將自動緊急製動和正麵防撞作為汽車的標準功能。前置攝像頭有助於實現其他 ADAS 功能，例如自適應巡航控製、行人檢測、車道保持輔助和交通標誌識別。

圖 1 中的示例演示了如何使用攝像頭進行物體檢測以啟用 ADAS 功能。

圖 1：使用攝像頭進行實時處理

為了執行視覺預處理、深度和運動加速或 AI 網絡處理等處理任務以支持 ADAS 功能，係統中的片上係統 (SoC) 需要高效的電源。在設計 ADAS 前置攝像頭時

，麵臨以下四大電源挑戰。

挑戰一：小尺寸解決方案

由於前置攝像頭位於擋風玻璃上，因而對其尺寸有嚴格的要求。攝像頭模塊可以包括一個或兩個攝像頭：一個用於提供更寬的視野或更高的分辨率，另一個用於觀察更遠的距離。

雖sui然ran市shi場chang上shang大da多duo數shu應ying用yong中zhong使shi用yong的de是shi單dan攝she像xiang頭tou模mo塊kuai，但dan雙shuang攝she像xiang頭tou模mo塊kuai正zheng越yue來lai越yue流liu行xing
，以yi便bian更geng好hao地di觀guan察cha車che輛liang周zhou圍wei環huan境jing並bing實shi現xian更geng高gao級ji別bie的de自zi主zhu性xing。高gao分fen辨bian率lv和he更geng高gao幀zhen速su率lv的de攝she像xiang頭tou模mo塊kuai也ye是shi發fa展zhan趨qu勢shi。在zai攝she像xiang頭tou性xing能neng提ti高gao的de同tong時shi
，攝she像xiang頭tou模mo塊kuai本ben身shen的de尺chi寸cun也ye在zai不bu斷duan縮suo小xiao
，典dian型xing尺chi寸cun為wei 18mm x 18mm。

遠程攝像頭模塊使用串行器/解串器 (SerDes) 鏈路將數據從攝像頭模塊發送到電子控製單元 (ECU)。前置攝像頭模塊與前置攝像頭 ECU 並置
，使用攝像頭串行接口 (CSI)-2 能夠將數據發送到 ECU 電路板。前置攝像頭中的攝像頭模塊輸入電源電壓可低至 5V，而同軸電纜供電的遠程攝像頭模塊通常為 9V。前置攝像頭模塊子板上的多通道電源管理 IC (PMIC) 采用低壓輸入，能夠為成像儀以及攝像頭模塊上的所有其他處理任務供電。在通過 CSI-2 將數據流式傳輸到 ECU 之前
，可以先使用板載微控製器 (MCU) 完成處理。攝像頭模塊上的 MCU 可以執行像素級圖像信號處理
，或者由獨立芯片進行此處理。其中，遠程攝像頭模塊中常見的 SerDes 芯片組無需供電軌。具有適當數量電源軌的低壓 PMIC 可以為攝像頭模塊上的圖像傳感器和其他外設供電，有助於實現這些係統所需的小空間。

圖 2 顯示了前置攝像頭的係統方框圖。該係統通常位於擋風玻璃後麵靠近後視鏡的位置
，包括執行處理的前置攝像頭ECU 和容納圖像傳感器的攝像頭模塊。

圖 2：前置攝像頭係統方框圖

前qian置zhi攝she像xiang頭tou應ying用yong中zhong使shi用yong的de視shi覺jiao處chu理li器qi具ju有you被bei稱cheng為wei視shi覺jiao處chu理li加jia速su器qi的de專zhuan用yong硬ying件jian加jia速su器qi，以yi及ji能neng夠gou用yong於yu檢jian測ce邊bian緣yuan物wu體ti的de深shen度du和he運yun動dong感gan知zhi加jia速su器qi。此ci外wai，這zhe些xie處chu理li器qi可ke能neng具ju有you人ren工gong智zhi能neng (AI) 功能，並配有專用的矩陣乘法加速器來幫助進行深度學習。考慮到如此大的處理量

，PMIC 必須能夠在不增加解決方案尺寸的情況下滿足處理器的當前要求。

PMIC 應具有出色的瞬態響應以滿足 AI 處理器的負載瞬態要求，並采用較小的輸出電容來保持小巧的解決方案尺寸。集成降壓穩壓器、低壓差穩壓器
、負載開關、電壓監測器、序列發生器
、看門狗計時器
、錯誤信令模塊和附加通用輸入/輸出有助於減小解決方案的尺寸。特別是與具有多個分立式元件並會增加整體尺寸和成本的解決方案相比
，尺寸大幅減小。

該(gai)應(ying)用(yong)中(zhong)常(chang)用(yong)的(de)電(dian)源(yuan)樹(shu)架(jia)構(gou)將(jiang)構(gou)建(jian)兩(liang)級(ji)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)，有(you)助(zhu)於(yu)保(bao)持(chi)總(zong)效(xiao)率(lv)並(bing)能(neng)夠(gou)將(jiang)組(zu)件(jian)溫(wen)度(du)保(bao)持(chi)在(zai)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)。在(zai)這(zhe)種(zhong)電(dian)源(yuan)樹(shu)架(jia)構(gou)中(zhong)，前(qian)級(ji)直(zhi)流(liu)/直流轉換器將 12V 電池電壓降壓至多通道 PMIC 的調節中間電壓（例如，5V 或 9V）。前級直流/直流轉換器應選用寬輸入電壓降壓轉換器，能夠支持 12V 電池電壓驟降至 3V 以及浪湧至高達 36V 的瞬態電壓。

挑戰二：功能安全

由於自動緊急製動和自適應巡航控製涉及前置攝像頭，因此功能安全尤為重要。前置攝像頭係統通常具有汽車安全完整性等級 (ASIL) B 要求。這意味著處理器的 PMIC 電源必須能夠滿足 ASIL B 要求，從而幫助實現整體係統級功能安全要求。

以下是 ASIL B PMIC 應該具備的一些功能：

• PMIC 電源軌的電壓監測器

• 用於檢測係統其他電源軌的附加監測器

• 帶隙冗餘

• 用於檢測軟件故障的看門狗計時器

• 用於檢測硬件故障的錯誤信令監測器

挑戰三：低成本

由於乘用車和輕型商用車中大量采用前置攝像頭，因此降低攝像頭係統的成本至關重要。預計到 2028 年，前置攝像頭係統的銷量將超過 7000 萬台



，是車輛中常見的 ADAS 應用。

高產量會給一級供應商帶來成本壓力
，進而為半導體供應商帶來壓力。通過減少物料清單數量、選擇集成組件、選擇合適的技術節點以及保持較低的器件成本，可以降低整體係統的成本。PMIC 尺寸小巧，集成了多個電源元件，有助於實現這些優勢並能夠優化成本。

挑戰四：熱性能

youyuqianzhishexiangtouweiyucheliangdangfengbolishang，yincizaizhengchanggongzuotiaojianshiqianzhishexiangtouhuibaoluzaigaowenxia。relianghuizaochengrezaoshengbingdaozhituxiangzhiliangbujia，zairuoguangtiaojianxiagengshiruci。qianzhishexiangtouxuyaojiaoxiaodeyinshuadianlubanmianji，jiashangshexiangtoumokuaizhongdeshexiangtouhuifare，zhejinyibuzengjialegaiyingyongdesanretiaozhan。weileshiyinggezhonggongzuotiaojian，xitongderexingnengyouhuazhiguanzhongyao。PMIC 良好的熱性能有助於使電路板保持在低溫狀態。

結語

在 ADAS 前置攝像頭上添加 PMIC 可以緩解本文所述的四大挑戰

，並提高前置攝像頭係統的功效和熱效率。根據具體的係統要求，德州儀器 (TI) AM62A-Q1 或 TDA4AL-Q1 處理器係列能助力簡化您前置攝像頭的設計流程。

其他資源

• 查看 TPS6594-Q1 和 TPS6593-Q1 產品頁麵。

• 詳細了解 LMQ644A2-Q1 適用於汽車 ADAS 應用的六相降壓穩壓器設計。

（來源：德州儀器）

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