探索IWRL6843/IWRL6844：工業(yè)雷達(dá)傳感器的卓越之選

在工業(yè)雷達(dá)傳感器領(lǐng)域，TI的IWRL6843和IWRL6844單芯片57 - 64GHz工業(yè)雷達(dá)傳感器憑借其先進(jìn)的特性和強(qiáng)大的性能，成為眾多工程師的關(guān)注焦點(diǎn)。今天，我們就來(lái)深入探討這兩款傳感器的奧秘。

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一、關(guān)鍵特性剖析

1. FMCW收發(fā)器

IWRL6843/IWRL6844采用FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）技術(shù)，集成了PLL、發(fā)射器、接收器、基帶和ADC。它覆蓋57 - 64GHz頻段，具備7GHz連續(xù)帶寬，這為高精度的雷達(dá)測(cè)距和測(cè)速提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。其中，IWRL6843有3個(gè)發(fā)射通道，IWRL6844有4個(gè)發(fā)射通道，且兩者都擁有4個(gè)接收通道。每個(gè)發(fā)射通道的典型輸出功率為12.5dBm，典型噪聲系數(shù)為12.5dB，在1MHz處的典型相位噪聲為 - 90.5dBc/Hz，這些參數(shù)確保了傳感器在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定工作。

2. 處理元件

• Arm R5F核心：帶有雙精度FPU，運(yùn)行頻率為200MHz，能夠高效處理各種復(fù)雜的雷達(dá)控制和數(shù)據(jù)處理任務(wù)。
• 硬件加速器（HWA 1.2）：針對(duì)FFT、對(duì)數(shù)幅度和CFAR操作進(jìn)行優(yōu)化，同樣以200MHz的頻率運(yùn)行，大大提高了雷達(dá)信號(hào)處理的速度和效率。
• C66x DSP：運(yùn)行頻率高達(dá)450MHz，專門用于處理雷達(dá)數(shù)據(jù)，為雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性提供了有力支持。

3. 電源管理

該傳感器支持1.8V和3.3V IO，內(nèi)置LDO網(wǎng)絡(luò)以增強(qiáng)PSRR（電源抑制比）。在不同的IO模式下，分別有不同的電源軌配置，如3.3V IO模式下有三個(gè)電源軌，1.8V IO模式下有兩個(gè)電源軌，這種靈活的電源管理設(shè)計(jì)有助于降低功耗，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4. 封裝與校準(zhǔn)

采用FCCSP封裝，尺寸為9.1mm x 9.1mm，擁有17 x 17的BGA網(wǎng)格和207個(gè)BGA球。同時(shí)，內(nèi)置校準(zhǔn)和自測(cè)功能，包括內(nèi)置固件（ROM）和自包含的片上校準(zhǔn)系統(tǒng)，方便用戶進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)。

5. 主機(jī)接口

提供豐富的主機(jī)接口，如3個(gè)UART、2個(gè)CAN - FD、2個(gè)SPI，以及用于原始ADC樣本捕獲數(shù)據(jù)傳輸?shù)腖VDS接口。此外，還提供QSPI、I2C、JTAG、8個(gè)GPIOs和PWM接口等，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的通信需求。

6. 設(shè)備安全

在安全設(shè)備變體中，具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)。用戶可以對(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，并具備密鑰撤銷功能。同時(shí)，配備了多種加密硬件加速器，如支持ECC/RSA的PKA、AES（最高256位）、SHA（最高512位）、TRNG/DRBG以及中國(guó)加密算法（SM2、SM3、SM4），保障了設(shè)備的安全性和數(shù)據(jù)的保密性。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

IWRL6843/IWRL6844的應(yīng)用場(chǎng)景十分豐富，涵蓋了自動(dòng)化門/門禁、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、人員占用檢測(cè)/跟蹤/計(jì)數(shù)、視頻門鈴、無(wú)人機(jī)、液位檢測(cè)、工業(yè)機(jī)器人、IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、恒溫器、空調(diào)、冰箱和冰柜、真空機(jī)器人、割草機(jī)、家庭影院、PC/筆記本電腦、便攜式電子設(shè)備、電視、平板電腦、耳機(jī)和智能手表等眾多領(lǐng)域。其高精度、低功耗和高集成度的特點(diǎn)，使其能夠在不同的工業(yè)和消費(fèi)場(chǎng)景中發(fā)揮出色的性能。

三、功能模塊詳解

1. 四大可切換電源域

• RF/模擬子系統(tǒng)：包含所有用于發(fā)射和接收RF信號(hào)的RF和模擬組件，可根據(jù)應(yīng)用和功率需求配置發(fā)射和接收通道數(shù)量，并提供占空比選項(xiàng)以實(shí)現(xiàn)低功耗模式。
• 前端控制器子系統(tǒng)（FECSS）：包含一個(gè)處理器，負(fù)責(zé)雷達(dá)前端的配置、控制和校準(zhǔn)。
• 應(yīng)用子系統(tǒng)（APPSS）：為用戶提供可編程的ARM Cortex - R5F MCU，用于定制應(yīng)用開發(fā)和工業(yè)接口。包括TOPSS、HSM、時(shí)鐘和電源管理子模塊。
• DSP子系統(tǒng)（DSS）：集成了TI的高性能C66x DSP，用于雷達(dá)信號(hào)處理。同時(shí)，還包括硬件加速器塊（HWA 1.2），可分擔(dān)DSP和ARM Cortex - R5F的常見雷達(dá)處理任務(wù)，如FFT、CFAR、縮放和壓縮等。

2. 硬件安全模塊（HSM）

僅在部分變體中可用，配備可編程的Arm Cortex - M4核心，可實(shí)現(xiàn)加密靈活性需求。通過(guò)硬件模塊加速加密算法，包括AES、SHA、中國(guó)加密算法（SM2、SM3和SM4）和公鑰加速器（PKA），用于非對(duì)稱密鑰加密運(yùn)算和真隨機(jī)數(shù)生成。APP子系統(tǒng)（APPSS）的Cortex - R5F處理器與HSM子系統(tǒng)接口，執(zhí)行安全啟動(dòng)和安全運(yùn)行時(shí)通信所需的加密操作。

3. GPADC通道

設(shè)備提供ADC服務(wù)，可用于測(cè)量多達(dá)四個(gè)外部電壓。GPADC1、GPADC2、GPADC3和GPADC4引腳用于此目的，由TI固件控制，用戶可通過(guò)APPSS調(diào)用訪問(wèn)，通過(guò)Device Firmware package（DFP）提供的API進(jìn)行配置和測(cè)量。

四、電氣特性與規(guī)格

1. 絕對(duì)最大額定值

在使用過(guò)程中，需要注意設(shè)備的絕對(duì)最大額定值，如不同電源引腳的電壓范圍、RF輸入和輸出的功率限制、輸入和輸出電壓范圍、鉗位電流以及工作結(jié)溫和存儲(chǔ)溫度范圍等。超出這些范圍可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備永久性損壞。

2. ESD額定值

設(shè)備的ESD額定值表明其對(duì)靜電放電的耐受能力，采用人體模型（HBM）和帶電設(shè)備模型（CDM）進(jìn)行測(cè)試，所有引腳的HBM為±2000V，CDM為±500V，角引腳的CDM為±750V。

3. 電源供應(yīng)規(guī)格

• 3.3V I/O拓?fù)?/strong>：包括3.3V的數(shù)字I/O、1.8V的合成器和APLL VCO等模塊以及1.2V的核心數(shù)字和SRAM等模塊。
• 1.8V I/O拓?fù)?/strong>：主要由1.8V和1.2V電源供電，為不同的設(shè)備模塊提供支持。
• 系統(tǒng)拓?fù)?/strong>：支持自主模式和外設(shè)模式兩種系統(tǒng)拓?fù)?，可根?jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。