AWR2943/AWR2944：汽車毫米波雷達(dá)的理想之選

在汽車電子領(lǐng)域，毫米波雷達(dá)作為關(guān)鍵的傳感器技術(shù)，正發(fā)揮著越來越重要的作用。TI推出的AWR2943和AWR2944單芯片76 - 81GHz FMCW雷達(dá)傳感器，憑借其卓越的性能和豐富的功能，成為了眾多汽車應(yīng)用的理想選擇。今天，我們就來深入了解一下這兩款傳感器。

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一、核心特性

（一）FMCW收發(fā)器

AWR2943/AWR2944集成了PLL、發(fā)射器、接收器、基帶和ADC，覆蓋76 - 81GHz頻段，擁有超過4GHz的連續(xù)帶寬。其4個(gè)接收通道和3 - 4個(gè)發(fā)射通道（AWR2943有3個(gè)發(fā)射通道，AWR2944有4個(gè)發(fā)射通道）為PCB與天線的連接提供了便利。每個(gè)發(fā)射通道還配備了相位移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)更精準(zhǔn)的波束控制。

（二）高精度線性調(diào)頻引擎

基于分?jǐn)?shù)N PLL的超精確線性調(diào)頻引擎，確保了雷達(dá)信號(hào)的高精度和穩(wěn)定性。發(fā)射功率可達(dá)13.5dBm，接收噪聲系數(shù)為12dBm，在1MHz處的相位噪聲分別為 - 96dBc/Hz（76 - 77GHz）和 - 95dBc/Hz（76 - 81GHz），為雷達(dá)系統(tǒng)提供了良好的信號(hào)質(zhì)量。

（三）內(nèi)置校準(zhǔn)與自測(cè)試

內(nèi)置校準(zhǔn)和自測(cè)試功能，使得傳感器能夠在不同的工作環(huán)境下自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢測(cè)，保證了長(zhǎng)期穩(wěn)定的性能。同時(shí)，內(nèi)置的固件（ROM）和自校準(zhǔn)系統(tǒng)，能夠在工藝和溫度變化時(shí)自動(dòng)調(diào)整，確保了系統(tǒng)的可靠性。

（四）強(qiáng)大的處理能力

搭載了Arm? Cortex - R5F?核心（支持鎖步操作），主頻為300MHz，以及TI數(shù)字信號(hào)處理器C66x，主頻為360MHz。此外，還有TI雷達(dá)硬件加速器（HWA2.1），可用于FFT、對(duì)數(shù)幅度和內(nèi)存壓縮等操作，大大減輕了處理器的負(fù)擔(dān)，提高了處理效率。

（五）豐富的接口

提供了多種接口，包括2x CAN - FD、10/100Mbps RGMII/RMII/MII以太網(wǎng)接口，支持從QSPI閃存加載用戶應(yīng)用程序。還提供了多達(dá)9個(gè)ADC通道、2個(gè)SPI接口、4個(gè)UART接口、I2C接口和GPIOs等，滿足了不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

（六）安全特性

部分型號(hào)支持設(shè)備安全功能，配備可編程嵌入式硬件安全模塊（HSM），支持安全認(rèn)證和加密啟動(dòng)，客戶可對(duì)根密鑰、對(duì)稱密鑰（256位）和非對(duì)稱密鑰（最高RSA - 4K或ECC - 512）進(jìn)行編程，并具備密鑰撤銷能力。還配備了加密硬件加速器，如支持ECC的PKA、AES（最高256位）、SHA（最高512位）和TRNG/DRBG等。

（七）功能安全

該系列產(chǎn)品旨在滿足功能安全應(yīng)用的需求，其硬件完整性目標(biāo)達(dá)到了ASIL B級(jí)，并且提供了相關(guān)文檔，以輔助ISO 26262功能安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

（八）電源管理與其他特性

采用片上LDO網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)了電源抑制比（PSRR）。LVCMOS IO支持3.3V和1.8V雙電壓。時(shí)鐘源可以是40MHz晶體，也支持40MHz的外部振蕩器或外部驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘。推薦使用LP87745 - Q1電源管理IC（PMIC），可有效滿足設(shè)備的電源供應(yīng)需求。封裝采用0.65mm間距、12mm × 12mm的倒裝芯片BGA封裝，便于組裝和低成本的PCB設(shè)計(jì)，同時(shí)支持汽車溫度工作范圍（ - 40°C至140°C）。

二、應(yīng)用場(chǎng)景

（一）車道變更輔助

通過毫米波雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛周圍的交通情況，當(dāng)駕駛員準(zhǔn)備變更車道時(shí)，雷達(dá)能夠及時(shí)檢測(cè)到相鄰車道的車輛位置和速度，為駕駛員提供安全提示，避免碰撞事故的發(fā)生。

（二）盲點(diǎn)檢測(cè)

能夠精確檢測(cè)車輛盲區(qū)的物體，當(dāng)有其他車輛進(jìn)入盲區(qū)時(shí)，及時(shí)向駕駛員發(fā)出警報(bào)，提高行車安全性。

（三）自動(dòng)緊急制動(dòng)

在檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，雷達(dá)能夠迅速計(jì)算出碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并觸發(fā)自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)，減少事故的發(fā)生概率，保護(hù)乘客的生命安全。

（四）自適應(yīng)巡航控制

根據(jù)前方車輛的速度和距離，自動(dòng)調(diào)整本車的速度和跟車距離，保持安全的行駛間距，提高駕駛的舒適性和安全性。

（五）交叉交通警報(bào)

當(dāng)車輛在倒車或通過交叉路口時(shí)，雷達(dá)可以檢測(cè)到橫向駛來的車輛或行人，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員注意安全。

三、硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）電源設(shè)計(jì)

AWR2943/AWR2944需要多個(gè)電源軌，包括1.8V、1.0V、3.3V（或1.8V用于1.8V I/O模式）、1.2V和1.7V（用于編程OTP eFuse）。設(shè)計(jì)時(shí)要注意電源的穩(wěn)定性和紋波要求，推薦使用LP87745 - Q1 PMIC，以確保滿足設(shè)備的電源需求。同時(shí)，要根據(jù)不同的電源軌進(jìn)行合理的濾波設(shè)計(jì)，減少電源噪聲對(duì)雷達(dá)性能的影響。

（二）時(shí)鐘設(shè)計(jì)

可使用40MHz的外部晶體或外部時(shí)鐘作為時(shí)鐘源。使用晶體時(shí)，要合理選擇負(fù)載電容，確保晶體的正常工作。同時(shí)，要考慮時(shí)鐘信號(hào)的布線，減少干擾和抖動(dòng)，保證時(shí)鐘信號(hào)的質(zhì)量。

（三）接口設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)各種接口時(shí)，要注意信號(hào)的時(shí)序和電平匹配。例如，SPI接口要滿足相應(yīng)的時(shí)序要求，CAN - FD接口要注意總線的終端電阻匹配，以太網(wǎng)接口要根據(jù)不同的模式進(jìn)行正確的配置和布線。

（四）布局設(shè)計(jì)

合理的PCB布局對(duì)于毫米波雷達(dá)的性能至關(guān)重要。要將射頻部分和數(shù)字部分進(jìn)行有效的隔離，減少相互干擾。同時(shí)，要注意天線的布局和匹配，確保雷達(dá)的發(fā)射和接收性能。

四、總結(jié)

AWR2943/AWR2944單芯片76 - 81GHz FMCW雷達(dá)傳感器以其豐富的功能、卓越的性能和高度的集成度，為汽車毫米波雷達(dá)應(yīng)用提供了一個(gè)強(qiáng)大的解決方案。無論是在功能安全、處理能力還是接口豐富性方面，都表現(xiàn)出色。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)時(shí)，AWR2943/AWR2944無疑是一個(gè)值得考慮的選擇。不過，在實(shí)際應(yīng)用中，還需要根據(jù)具體的需求和場(chǎng)景，進(jìn)行合理的硬件設(shè)計(jì)和優(yōu)化，才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。