自動駕駛汽車的時間表

毫無疑問，自動駕駛汽車即將到來，即使沿途有一些挫折。所以，有幾個很好的問題可能是：我們什么時候到達那里，到達那里需要多長時間？

根據汽車行業的說法，這種過渡有兩個標準術語：一種是現有汽車逐漸到達那里的進化術語（類似于特斯拉的自動駕駛功能），另一種是我們擁有完全自動駕駛汽車的革命性術語（如谷歌的汽車）正在努力）。我不清楚這兩條路是否會自行成功。它更有可能最終成為兩者的共生融合。

那么，未來幾年的下一步是什么？以下是將要進行的改進列表：

更先進的駕駛輔助功能將與導航和 GPS 系統同步。

像谷歌這樣的公司會收集和積累關于自動駕駛汽車可能遇到的每一種情況的數據。

主要城市的3D地圖數據需要地圖公司加強。

汽車制造商和高科技汽車系統供應商將需要密切合作，以確保光檢測、激光雷達、雷達傳感器、GPS 和攝像頭協同工作。

具有上述功能的車輛必須在所有地形和氣候條件下進行測試。

展望未來，比如到 2020 年，配備上述半自動功能的車輛應該能夠通過十字路口、交通信號燈和走走停停的交通狀況。盡管如此，即使是這些高度自動駕駛的汽車，在緊急情況下仍然需要一個真正的人在前面。展望未來，比如到 2024 年，這些半自動駕駛汽車也將在更嚴格的條件下正常運行，例如惡劣的天氣和夜間。到這個時間框架，電梯服務提供商可能會開始使用這些類型的汽車，而無需任何司機。當然，汽車制造商必須確保他們的車輛能夠理解行人發出的人類信號，例如在十字路口或十字路口揮手示意。所有這些進步都需要汽車制造商在其車輛中配備許多自動駕駛功能，

當然，使這一時間表成為現實所需的所有進步都將給 IC 半導體行業帶來福音，因為它將為實現這一切所需的許多系統提供大部分硅含量。這種硅成分將由數字和模擬集成電路 （IC） 組成。

圖 1. 簡化的 LT8650S 原理圖，在 2MHz 時提供 4A 5V 和 4A 輸出 3.3V。

模擬 IC

完全自動駕駛汽車顯然將擁有許多不同的電子系統，其中混合了數字和模擬 IC。這些將包括高級駕駛員輔助系統 （ADAS）、自動駕駛計算機、自動泊車輔助、盲點監控、智能巡航控制、夜視、激光雷達等等——不勝枚舉。所有這些系統都需要各種不同的電壓軌和電流水平才能正確運行；但是，它們可能需要直接從汽車的電池和/或交流發電機供電，在某些情況下，還需要從這些軌道之一的后調節軌道供電。這通常適用于 VLSI 數字 IC（例如 FPGA 和 GPU）的核心電壓，它們在幾安培到 10 安培的電流下可能需要低于 1 V 的工作電壓。

系統設計人員還必須確保 ADAS 符合車輛內的各種抗噪標準。在汽車環境中，在重視低散熱和效率的領域，開關穩壓器正在取代線性穩壓器。此外，開關穩壓器通常是輸入電源總線上的第一個有源元件，因此對整個轉換器電路的 EMI 性能有重大影響。

有兩種類型的 EMI 輻射：傳導和輻射。傳導發射在連接到產品的電線和跡線上傳播。由于噪聲局限于設計中的特定端子或連接器，因此通常可以在開發過程中相對較早地通過良好的布局或濾波器設計來確保符合傳導發射要求，如前所述。

然而，輻射發射完全是另一回事。板上所有承載電流的東西都會輻射電磁場。板上的每條走線都是天線，每個銅平面都是諧振器。純正弦波或直流電壓以外的任何東西都會在整個信號頻譜中產生噪聲。即使進行了仔細的設計，電源設計人員在系統經過測試之前也永遠不會真正知道輻射發射的嚴重程度，并且在設計基本完成之前無法正式執行輻射發射測試。

濾波器通常用于通過衰減某個頻率或某個頻率范圍內的強度來降低 EMI。穿過空間（輻射）的一部分能量通過添加金屬和磁屏蔽來衰減。通過添加鐵氧體磁珠和其他濾波器來馴服 PCB 走線（傳導）上的部分。EMI 無法消除，但可以衰減到其他通信和數字組件可接受的水平。此外，一些監管機構執行標準以確保合規。

具有低 EMI/EMC 排放的高壓轉換器解決方案

正是由于本文概述的應用限制，Analog Devices 的 Power by Linear Group 開發了LT8650S — 一款支持高輸入電壓的雙輸出單片同步降壓轉換器，同時具有低 EMI/EMC 輻射。如圖 1 所示，它是一種雙通道設計，由兩個高壓 4 A 通道組成，可提供低至 0.8 V 的電壓，使其能夠驅動當前可用的最低電壓微處理器內核。

有關排放輸出特性，請參見圖 2。這種改進的 EMI/EMC 性能對電路板布局不敏感，即使在使用 2 層 PC 板時也能簡化設計并降低風險。LT8650S 可以在其整個負載范圍內以 2MHz 的開關頻率輕松通過汽車 CISPR 25、5 類峰值 EMI 限制。擴頻頻率調制也可用于進一步降低 EMI 水平。

圖 2. LT8650S 輻射 EMI 性能圖。

同樣，對于需要比 LT8650S 提供的更寬輸入范圍的應用，ADI 公司還開發了LT8645S — 一款具有高輸入電壓能力的單片同步降壓轉換器，同時具有低 EMI 輻射。如圖 3 所示，它是單通道設計，可在 5 V 電壓下提供 8 A 輸出。

圖 3. 簡化的 LT8645S 原理圖，在 2MHz 時提供 5V、8A 輸出。

有關排放輸出特性，請參見圖 4。這種改進的 EMI/EMC 性能對電路板布局不敏感，即使在使用 2 層 PC 板時也能簡化設計并降低風險。LT8645S 可以在其整個負載范圍內輕松通過汽車 CISPR 25、5 類峰值 EMI 限制。擴頻頻率調制也可用于進一步降低 EMI 水平。

圖 4. LT8645S 輻射 EMI 性能圖。

結論

即使在目前，未來自動駕駛汽車（和卡車）所必需的汽車系統的擴散也繼續獲得動力。當然，電壓和電流水平會發生變化；盡管如此，對低 EMI/EMC 排放的要求不會消失，它們需要在其中運行的惡劣環境也不會消失。幸運的是，現在和未來有越來越多的解決方案可以幫助系統設計人員，即使 2030 年代中期似乎還有很長的路要走。

審核編輯：郭婷