• 汽車前方或后方的4個(gè)倒車?yán)走_(dá)無(wú)法實(shí)現(xiàn)同時(shí)發(fā)送和接收。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的超聲波雷達(dá)發(fā)出的超聲波的頻率都是一樣的，如果相鄰的兩個(gè)超聲波雷達(dá)同時(shí)發(fā)送超聲波，當(dāng)其中一個(gè)超聲波雷達(dá)接收到回波信號(hào)以后，無(wú)法判斷超聲波是從哪個(gè)雷達(dá)發(fā)出；
  

• 超聲雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)量回波受系統(tǒng)性能限制，只能檢測(cè)數(shù)量較少的回波；

• 由于超聲雷達(dá)和主機(jī)通訊的帶寬限制，導(dǎo)致超聲系統(tǒng)檢測(cè)到的回波信號(hào)中的很多特征值無(wú)法發(fā)送給主機(jī)；

• 無(wú)法滿足功能安全等級(jí)要求。
  

為解決上述問(wèn)題，艾爾默斯近期推出了全新一代的倒車?yán)走_(dá)超聲波專用芯片：E524.17。該芯片主要特點(diǎn)如下：

• 超聲波編碼功能，可以產(chǎn)生3種超聲波編碼，因此汽車前方的6顆可以同時(shí)收發(fā)，使倒車?yán)走_(dá)工作效率更高；

• 使用總線結(jié)構(gòu)時(shí)，12個(gè)傳感器可以接收41個(gè)回波，使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，可接收230個(gè)回波；

• 使用DSI3通訊，速率可達(dá)444Kbit/s，任何回波信號(hào)的特征值都不會(huì)錯(cuò)過(guò)；

• 符合功能安全ASIL-B。

下圖是E524.17的一種典型應(yīng)用框圖。

如前文所述，E524.17新增加了超聲信號(hào)編碼功能。除了可以發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的超聲波信號(hào)以外，E524.17提供兩種超聲編碼信號(hào)：升頻和降頻。至少兩個(gè)超聲傳感器可以同時(shí)發(fā)送不同的超聲信號(hào)，系統(tǒng)具有更高的時(shí)間重復(fù)率，即系統(tǒng)效率更高。ECU可以依據(jù)置信度的值選擇采用或丟棄標(biāo)準(zhǔn)模式中檢測(cè)到的回波，從而提高檢測(cè)性能。編碼信號(hào)更能抵抗噪聲，具有更好的性能。

下圖是超聲編碼的一種應(yīng)用方式。

步驟1：1、3、5號(hào)傳感器同時(shí)發(fā)波，超聲波編碼分別為codeA、標(biāo)準(zhǔn)編碼、code B，2、4、6號(hào)傳感器接收超聲波。隨后互相交換。

步驟2：1、4、6號(hào)傳感器同時(shí)發(fā)送CodeB、Code A和標(biāo)準(zhǔn)編碼，2、3、5號(hào)傳感器接收。

步驟3：1、3、6號(hào)傳感器同時(shí)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)、CodeB和Code A編碼，2、4、5號(hào)傳感器接收。

步驟4：1、2、5號(hào)傳感器同時(shí)發(fā)送CodeB、標(biāo)準(zhǔn)和Code A編碼，3、4、6號(hào)傳感器接收。

步驟5：1、4、5號(hào)傳感器同時(shí)發(fā)送CodeA、Code B和標(biāo)準(zhǔn)編碼，2、3、6號(hào)傳感器接收。

在上述步驟中，假設(shè)1、3號(hào)傳感器同時(shí)發(fā)波，2號(hào)傳感器接收到1號(hào)和3號(hào)的回波，2號(hào)傳感器是如何判斷回波信號(hào)是由哪個(gè)傳感器發(fā)出的呢？

E524.17可以通過(guò)專門的升降頻濾波器和標(biāo)準(zhǔn)濾波器來(lái)判斷。針對(duì)升頻和降頻信號(hào)，濾波器還可以直接輸出置信度值。

在超聲波回波包絡(luò)信號(hào)中包括了許多特征值，比如距離、寬度、振幅、峰值谷值、峰值數(shù)、置信度等，這些特征值可以更精確的幫助判斷障礙物的方向和距離。傳統(tǒng)的超聲波雷達(dá)無(wú)法將這些特征值全部發(fā)送給主機(jī)，只是將最重要的一個(gè)或者兩個(gè)特征值發(fā)送給主機(jī)。而E524.17可以把很多特征值發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)可以利用這些特征值針對(duì)一些特殊的障礙物進(jìn)行精確檢測(cè)，比如馬路沿。

如下圖所示，E524.17評(píng)估板的上位機(jī)GUI界面中可以顯示回波信號(hào)的范圍，包絡(luò)線，信號(hào)的峰值，上升沿和下降沿。包絡(luò)信號(hào)中這些特征值可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送給主機(jī)。

為了能夠在主機(jī)和超聲波雷達(dá)傳感器之間快速傳輸這些數(shù)據(jù)，E524.17采用的是DSI3通訊，相比于傳統(tǒng)的LIN和IO口通訊，DSI3通訊具有更多優(yōu)點(diǎn)。

超聲波雷達(dá)采用E524.17以后，主機(jī)端可以采用配套的DSI3收發(fā)器E521.42。E521.42有兩個(gè)通道的DSI3接口，每個(gè)通道最多可以連接6顆E524.17傳感器。E521.42采用SPI和主機(jī)端的MCU進(jìn)行通訊。

下圖是E524.17與主機(jī)之間采用總線連接方式的示意圖：

綜上，E524.17具有通訊速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，符合功能安全ASIL-B。在業(yè)內(nèi)大力發(fā)展自動(dòng)泊車，自主泊車，低速AEB等自動(dòng)駕駛技術(shù)的今天，E524.17可以完美滿足整車廠對(duì)超聲波雷達(dá)芯片的期待，提供更高性能的障礙物檢測(cè)技術(shù)。

艾爾默斯半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司總部位于德國(guó)多特蒙德，主要生產(chǎn)模擬和數(shù)字信號(hào)混合半導(dǎo)體。產(chǎn)品主要包括超聲波傳感器專用控制芯片，電機(jī)控制集成芯片，被動(dòng)紅外傳感器芯片，煙霧傳感器控制芯片，開關(guān)電源，光學(xué)傳感器控制芯片等。我們的產(chǎn)品被用于汽車和工業(yè)領(lǐng)域，在每個(gè)細(xì)分領(lǐng)域都處于世界領(lǐng)先地位。