AWR6443與AWR6843毫米波傳感器：汽車電子應(yīng)用的理想之選

一、引言

在汽車電子領(lǐng)域，毫米波傳感器正發(fā)揮著越來越重要的作用，它們?yōu)?a href="http://m.brongaenegriffin.com/tags/自動(dòng)駕駛/" target="_blank">自動(dòng)駕駛、安全輔助系統(tǒng)等提供了關(guān)鍵的感知能力。AWR6443和AWR6843作為德州儀器（TI）推出的單芯片60 - 64GHz毫米波傳感器，憑借其卓越的性能和豐富的特性，成為了眾多汽車電子應(yīng)用的首選。本文將深入介紹這兩款傳感器的特點(diǎn)、應(yīng)用、技術(shù)參數(shù)等內(nèi)容，為電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)提供參考。

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二、產(chǎn)品概述

AWR6443和AWR6843是基于FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）雷達(dá)技術(shù)的集成單芯片毫米波傳感器，工作頻段為60 - 64GHz。它們采用了TI的低功耗45nm RFCMOS工藝，在極小的尺寸下實(shí)現(xiàn)了前所未有的集成度，非常適合用于低功耗、自監(jiān)測(cè)、高精度的汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。目前，有多款符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的變體可供選擇，包括符合功能安全要求的設(shè)備和非功能安全設(shè)備。

三、關(guān)鍵特性剖析

3.1 硬件特性

1. transceiver功能：集成了PLL、發(fā)射器、接收器、基帶和ADC，提供4個(gè)接收通道和3個(gè)發(fā)射通道，支持6位移相器，能實(shí)現(xiàn)高精度的信號(hào)收發(fā)和處理。發(fā)射功率為12dBm，接收噪聲系數(shù)為12dB，在1MHz處的相位噪聲為 - 93dBc/Hz，保證了信號(hào)的高質(zhì)量。
2. 高精度啁啾引擎：基于分?jǐn)?shù)N PLL技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超精確的啁啾信號(hào)生成，為雷達(dá)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的信號(hào)源。
3. 內(nèi)置校準(zhǔn)與自測(cè)功能：具備內(nèi)置校準(zhǔn)和自測(cè)試功能，確保設(shè)備在不同工藝和溫度條件下都能穩(wěn)定工作。同時(shí)，采用了基于Arm? Cortex? - R4F的無線電控制系統(tǒng)和內(nèi)置固件（ROM），提高了系統(tǒng)的可靠性和自主性。
4. 多處理器架構(gòu)：AWR6843配備了C674x DSP，用于高級(jí)信號(hào)處理，同時(shí)還有硬件加速器用于FFT、濾波和CFAR處理，以及一個(gè)Arm? Cortex? - R4F微控制器用于目標(biāo)檢測(cè)和接口控制。AWR6443則無C674x DSP，其內(nèi)存分布也與AWR6843略有不同。
5. 豐富的接口：提供多種接口，包括多達(dá)6個(gè)ADC通道（用于低采樣率監(jiān)測(cè)）、2個(gè)SPI端口、2個(gè)UART、2個(gè)CAN - FD接口、I2C、GPIOs和2通道LVDS接口（用于原始ADC數(shù)據(jù)和調(diào)試儀器），方便與其他設(shè)備進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。
6. 設(shè)備安全：部分型號(hào)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（高達(dá)RSA - 2K）進(jìn)行編程，并具備密鑰撤銷功能。同時(shí)，還配備了加密軟件加速器，如PKA、AES（高達(dá)256位）、SHA（高達(dá)256位）和TRNG/DRGB。

3.2 功能特性

1. 功能安全合規(guī)：專為功能安全應(yīng)用而開發(fā)，提供符合ISO 26262功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的文檔，最高可達(dá)ASIL - D級(jí)別。硬件完整性可達(dá)ASIL - B，且通過了TüV SüD的ISO 26262認(rèn)證，最高可達(dá)ASIL B級(jí)別。同時(shí)，也有非功能安全變體可供選擇，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
2. 電源管理：內(nèi)置LDO網(wǎng)絡(luò)，可增強(qiáng)PSRR（電源抑制比）。I/Os支持3.3V/1.8V雙電壓，降低了功耗并提高了電源的穩(wěn)定性。
3. 時(shí)鐘源：支持40.0MHz晶體和內(nèi)部振蕩器，也可使用40MHz的外部振蕩器或外部驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘（方波/正弦波），為系統(tǒng)提供了靈活的時(shí)鐘配置選項(xiàng)。
4. 易于硬件設(shè)計(jì)：采用0.65mm間距、161引腳、10.4mm × 10.4mm的倒裝芯片BGA封裝，方便組裝，且有助于低成本PCB設(shè)計(jì)，降低了硬件設(shè)計(jì)的難度和成本。

四、應(yīng)用場(chǎng)景

4.1 車內(nèi)監(jiān)測(cè)

可用于兒童存在檢測(cè)、乘員檢測(cè)、安全帶提醒和駕駛員生命體征監(jiān)測(cè)等功能。通過精確的毫米波感知技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)車內(nèi)人員的狀態(tài)，提高乘車安全性。

4.2 門禁與安防

作為踢傳感器/訪問傳感器和入侵者檢測(cè)設(shè)備，能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)到人員的接近和移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能門禁控制和安防報(bào)警功能。

4.3 人機(jī)交互

支持基于手勢(shì)的人機(jī)交互（HMI）和手勢(shì)識(shí)別功能，為用戶提供更加便捷、自然的交互方式，提升用戶體驗(yàn)。

五、技術(shù)參數(shù)詳解

5.1 絕對(duì)最大額定值

規(guī)定了設(shè)備在各種電源電壓、射頻輸入輸出功率、工作溫度和存儲(chǔ)溫度等方面的極限值，確保設(shè)備在安全的范圍內(nèi)工作，避免因過壓、過溫等情況導(dǎo)致設(shè)備損壞。

5.2 ESD評(píng)級(jí)

人體模型（HBM）和帶電器件模型（CDM）的ESD評(píng)級(jí)分別為±2000V和±500V，表明設(shè)備具有一定的靜電防護(hù)能力，但在實(shí)際操作中仍需注意靜電保護(hù)。

5.3 電源規(guī)格

詳細(xì)說明了不同電源電壓的范圍、紋波要求以及電源時(shí)序等參數(shù)，為電源設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)，確保設(shè)備能夠穩(wěn)定、可靠地工作。

5.4 RF規(guī)格

包括接收器的噪聲系數(shù)、1 - dB壓縮點(diǎn)、最大增益、增益范圍、增益步長(zhǎng)、IF帶寬、ADC采樣率和分辨率等參數(shù)，以及發(fā)射器的輸出功率和功率回退范圍等，這些參數(shù)直接影響了雷達(dá)系統(tǒng)的性能。

5.5 其他規(guī)格

還涵蓋了CPU規(guī)格、熱阻特性、各種接口的時(shí)序和電氣特性等參數(shù)，全面描述了設(shè)備的性能和工作條件。

六、使用注意事項(xiàng)

1. 引腳使用：所有IO引腳（除NERROR IN、NERROR OUT和WARM_RESET外）是非故障安全的，在沒有為設(shè)備提供VIO電源時(shí)，切勿外部驅(qū)動(dòng)這些引腳。同時(shí)，GPIO在電源斜坡期間的狀態(tài)無法保證，在需要確定GPIO狀態(tài)的應(yīng)用中，應(yīng)使用三態(tài)緩沖器隔離GPIO輸出，并使用上拉或下拉電阻來定義所需狀態(tài)。
2. OTP編程：在對(duì)OTP eFuses進(jìn)行編程時(shí)，需滿足特定的硬件要求和操作條件。例如，在不編程OTP寄存器時(shí)，必須禁用VPP電源；VPP電源的施加時(shí)間不能超過24小時(shí)，否則可能會(huì)影響設(shè)備的可靠性。
3. 靜電防護(hù)：由于該集成芯片易受ESD（靜電放電）損壞，在操作過程中必須采取適當(dāng)?shù)撵o電防護(hù)措施，避免因靜電導(dǎo)致設(shè)備性能下降或損壞。

七、總結(jié)與展望

AWR6443和AWR6843毫米波傳感器憑借其豐富的功能、卓越的性能和良好的可靠性，為汽車電子應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。它們不僅能夠滿足現(xiàn)有汽車安全和智能化需求，還為未來自動(dòng)駕駛、智能座艙等技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)充分了解這些傳感器的特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，合理選擇和使用設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)效果。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，我們也期待TI能夠推出更多創(chuàng)新的毫米波傳感器產(chǎn)品，為汽車電子領(lǐng)域帶來更多的可能性。

以上就是關(guān)于AWR6443和AWR6843毫米波傳感器的詳細(xì)介紹，希望能對(duì)電子工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)工作中有所幫助。如果你在實(shí)際應(yīng)用中遇到任何問題，歡迎留言交流。