今年是納芯微在智能化領(lǐng)域的井噴之年，繼重磅推出Serdes芯片之后，前不久納芯微又發(fā)布一款重磅級(jí)芯片產(chǎn)品，NSUC1800。

NSUC1800是一款超聲波雷達(dá)探頭芯片，用在Slave端。未來(lái)，納芯微將會(huì)發(fā)布另一款芯片，用于域控端的接口轉(zhuǎn)換芯片，即Master主芯片。未來(lái)，兩者將互相補(bǔ)充，完善納芯微超聲波雷達(dá)芯片布局。

NSUC1800面向汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用，目前已經(jīng)通過(guò)ISO26262 ASIL B功能安全認(rèn)證及AEC-Q100車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證，支持-40℃～105℃。參數(shù)方面，采用QFN20（4mm×4mm）封裝，內(nèi)置Cortex-M3 MCU和多類(lèi)型存儲(chǔ)器，MCU主頻達(dá)到44MHz，提供高達(dá)32kB NVM和10kB片上SRAM。

超聲波雷達(dá)的模組主要由換能器、PCBA及外殼組成。其中PCBA的核心就是探頭芯片，主要負(fù)責(zé)信號(hào)發(fā)射控制和信號(hào)處理。

超聲波雷達(dá)在汽車(chē)上應(yīng)用并不陌生，早在上世紀(jì)80年代初，豐田就首次采用超聲波雷達(dá)用于倒車(chē)預(yù)警。后隨著輔助駕駛的應(yīng)用，超聲波雷達(dá)開(kāi)始大量使用。雖然其在輔助駕駛傳感器方案中并不占據(jù)C位。但憑借價(jià)格低廉和近距離通信，超聲波雷達(dá)已經(jīng)作為泊車(chē)功能必備傳感器，單車(chē)用量高達(dá)12顆，探測(cè)位置也不斷擴(kuò)大（重點(diǎn)位置依然是車(chē)前和車(chē)后），數(shù)量上也僅次于攝像頭。

受技術(shù)原理限制，用量增加之后，超聲波雷達(dá)首先要解決的是信號(hào)干擾的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收和掃描效率提升。

其次在輔助駕駛功能要求下，超聲波雷達(dá)探測(cè)距離和數(shù)據(jù)精度也需要提升，以方便客戶(hù)獲取更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，以提升輔助駕駛功能。

站在供應(yīng)鏈角度的話，超聲波雷達(dá)Slave端和Master端需要具備互聯(lián)互通功能。但現(xiàn)在由于該產(chǎn)品主要由外資企業(yè)供應(yīng)，各廠商較難互聯(lián)互通。

針對(duì)上述問(wèn)題，在NSUC1800發(fā)布之際，納芯微技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理王良藩一一進(jìn)行了解答。

01.    靈活編碼，解決抗干擾難題

造成超聲波信號(hào)干擾的原因來(lái)自于其技術(shù)原理。

在工作時(shí)，超聲波雷達(dá)會(huì)發(fā)送一定頻率的超聲波，遇到障礙物之后返回到超聲波雷達(dá)探頭接收。通過(guò)發(fā)送與接收的時(shí)間差來(lái)計(jì)算距離。作為對(duì)比，毫米波雷達(dá)發(fā)送的是電磁波，超聲波雷達(dá)發(fā)送的是機(jī)械波。

由于超聲波雷達(dá)的頻率較為集中，共同工作時(shí)就會(huì)導(dǎo)致同頻干擾。

目前行業(yè)內(nèi)采用的方式是通過(guò)頻率編碼的方式解決，即通過(guò)給不同探頭發(fā)射不同頻率編碼的機(jī)械波來(lái)解決，也就是AK2超聲波雷達(dá)。納芯微NSUC1800也不例外，同樣兼容AK2。

不同的是NSUC1800可以提供的頻率編碼更加豐富，更加靈活。王良藩介紹，NSUC1800可以實(shí)現(xiàn)包括定頻，線性Chirp、非線形Chirp、階梯式（FSK+Chirp）、非交叉Chirp在內(nèi)的多種編碼方式，并且可以實(shí)現(xiàn)定頻與變頻組合發(fā)波與同時(shí)接收在內(nèi)的靈活發(fā)波方式。

靈活多樣的頻率編碼意味著NSUC1800解決干擾的方式將會(huì)更加多樣，在應(yīng)對(duì)復(fù)雜情況以及不同特性的超聲換能器時(shí)方案也更加多樣。

02.    最近0.1m，最遠(yuǎn)7m探測(cè)距離

超聲波雷達(dá)的探測(cè)距離要求主要來(lái)自于輔助駕駛。在進(jìn)行自主泊車(chē)時(shí)，近距離障礙物探測(cè)能夠有助于車(chē)輛避讓墻角、路沿，即使在狹窄的車(chē)位上也能安全泊入、泊出。長(zhǎng)距離探測(cè)能力則有助于與攝像頭在內(nèi)的其他傳感器精準(zhǔn)確定車(chē)位位置，并判斷是否適合泊入。此外，遠(yuǎn)距離探測(cè)也能有助于實(shí)現(xiàn)提升低速AEB性能，改善安全。

目前，對(duì)于超聲波雷達(dá)而言，近距離探測(cè)要求是0.1m，遠(yuǎn)距離探測(cè)要求是7m。

在近距離探測(cè)時(shí)，超聲波雷達(dá)主要解決的是信號(hào)飽和的難題。為此，NSUC1800在硬件層面，采取的是模擬前端時(shí)變?cè)鲆婵刂疲鉀Q近場(chǎng)信號(hào)飽和，遠(yuǎn)距離時(shí)恢復(fù)正常增益。在軟件層面，采用的是全新的，或者特殊的近場(chǎng)檢測(cè)算法（NFD），通過(guò)自適應(yīng)方式生成預(yù)測(cè)門(mén)限，準(zhǔn)確判斷障礙物回波時(shí)間。

遠(yuǎn)距離探測(cè)則需要解決信號(hào)衰減的問(wèn)題。為此NSUC1800可以提供更低噪聲的信號(hào)鏈路，即LNA噪聲小于4nV/sqrt（HZ）。同時(shí)在后端配合高精度，大范圍的ADC采樣，分辨率最高支持18位，而業(yè)內(nèi)常規(guī)僅為14位，實(shí)現(xiàn)從更近到更遠(yuǎn)的更大動(dòng)態(tài)范圍。

03.    互聯(lián)互通，打破封閉生態(tài)

在實(shí)際部署中，超聲波雷達(dá)探頭芯片（Slave芯片）將信號(hào)傳輸至主芯片（Master芯片），最后由Master芯片將信號(hào)傳輸至域控制器，完成信號(hào)融合與控制。Slave芯片和Master芯片之間采用DSI3總線傳輸，通常一顆Master芯片連接6顆Slave芯片。NSUC1800也不例外，同樣支持DSI3總線傳輸，并且能極大提高M(jìn)aster和ECU間的SPI通信速率，緩解了傳統(tǒng)方案中Master對(duì)ECU的總線占用。

不同的是，納芯微NSUC1800支持不同廠家芯片之間的互聯(lián)互通。即NSUC1800可以與不同廠家之間的Master芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。后續(xù)發(fā)布的Master也可以實(shí)現(xiàn)與不同廠家的Slave芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸?；ヂ?lián)互通功能在此前發(fā)布的Serdes芯片中也是重要的差異點(diǎn)。

04.    深度數(shù)據(jù)回傳，支持更高等級(jí)輔助駕駛

王良藩表示，雖然障礙物高度信息還需要依賴(lài)整個(gè)系統(tǒng)，但輔助駕駛同樣對(duì)超聲波雷達(dá)信號(hào)提出要求。

主要表現(xiàn)是對(duì)障礙物識(shí)別維度升級(jí)，要求能夠通過(guò)包絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)節(jié)分析，以精準(zhǔn)分辨高低障礙物。這就要求超聲波雷達(dá)需要將ADC采樣原始數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，以及將事件前后包絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，而不僅是事件本身。

為了應(yīng)對(duì)這一要求，NSUC1800提供了10K的SRAM（業(yè)內(nèi)一般為4K），以及高于標(biāo)準(zhǔn)的總線傳輸速度預(yù)留，以方便超聲波原始數(shù)據(jù)回傳。

總結(jié)

從此前的Serdes芯片和如今的超聲波雷達(dá)芯片產(chǎn)品可以看出，在智能化領(lǐng)域，納芯微除性能提升外，非常注重互聯(lián)互通功能。而互聯(lián)互通的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于構(gòu)建一個(gè)靈活開(kāi)放的供應(yīng)鏈生態(tài)體系至關(guān)重要，也將推動(dòng)國(guó)產(chǎn)芯片供應(yīng)鏈生態(tài)達(dá)到一個(gè)全新的高度。

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