77GHz毫米波雷达芯片方案大比拼，哪家方案最有看点？

本站原创，作者：章鹰，电子发烧友执行副主编。

根据Yole近期发布的《汽车雷达技术-2018版》报告，尽管2017~2022年全球汽车的年销售量增速缓慢（约3%），但是预计汽车雷达模组的年销售量将飞速增长（约为25%），雷达芯片的年销售量也类似，增速达到22%。

77GHz毫米波雷达方案因为可以比24GHz雷达方案做得更小，已经成为汽车前向探测雷达的主流选择，并逐渐向工业和基础设施应用市场渗透，目前主流供应商是TI和NXP，中国本土厂商加特兰微电子推出了新一代77GHz毫米波雷达芯片ALPS SoC，中外厂商在这个主流市场进行竞技，小编整理主流厂商的77GHz毫米波雷达芯片方案并进行性能对比。

TI AWR1642

TI AWR系列毫米波传感器主要针对汽车市场，现有3款产品，分别是：AWR1243、AWR1443、AWR1642。TI已经做出业内最高感测精度和最小尺寸的77GHz毫米波传感器产品组合，代表就AWR1642和IWR1642毫米波（mmWave）传感器。

一、AWR1243只集成了RF射频，主要用于实现中长程雷达，应用场景包括：汽车紧急制动、自适应巡航控制和高速公路高度自动驾驶。

二、AWR1443集成了RF和MCU，主要用于实现接近感测，包括乘员检测、车身传感器、驾驶室内手势识别、以及驾驶员监控。

三、AWR1642集成了RF、MCU和DSP，主要用于实现超短和短程精密雷达，应用场景包括：盲点检测、防后方碰撞/警告、车道变更辅助、行人/自行车检测、防碰撞、路口交通警报、360度视角、停车辅助。

AWR1642主要优势

2018年6月，，美国德州仪器公司（TI）现在宣布将开始量产其高度集成的超宽频AWR1642和IWR1642毫米波（mmWave）传感器。

此类传感器可支持76至81 GHz频率，并且能提供比竞争者高三倍的精确传感以及有最小的使用空间。

目前，该芯片分别用于汽车和工业应用，包括车辆占用检测、建筑物数量计算、机器和人的交互等等。首次采用这款传感器的汽车于2018年底在路上行驶。除了高级驾驶辅助系统之外，工程师还利用经认证可用于汽车的AWR1642传感器来测量车门和车身周围的剩余空间和障碍物、车辆承载情况、入侵警报和更智能化的自动泊车。

图：TI的毫米波传感器可以检测到坐在后座的两位乘客。

图：TI的毫米波传感器可检测车辆后方的可能入侵者

除了提供业内唯一公开量产的CMOS单芯片传感器之外，TI还提供了通用软件开发工具包（SDK）和设计资源来帮助缩短研发周期。例如，在使用AWR1642传感器检测车内人数方面，车载人数情况检测参考设计提供了系统级概述和软件应用实例。应用包括长程、短程和中程雷达，可帮助汽车变得更加智能安全。笔者刚刚去TI的网站查询到，AWR1642正处于持续供货中。

图：AWR1642应用图

TI AWR1642性能和制程工艺

AWR1642 器件是一款能够在 76 至 81GHz 频带中运行的集成式单芯片 FMCW 雷达传感器。该器件采用 TI 的低功耗 45nm RFCMOS 工艺进行构建，并且在极小的封装中实现了前所未有的集成度。AWR1642 是适用于汽车领域中的低功耗、自监控、超精确雷达系统的理想解决方案。

AWR1642 器件是一种自包含 FMCW 雷达传感器单芯片解决方案，能够简化 76 至 81GHz 频带中的汽车雷达传感器实施。它构建在 TI 的低功耗 45nm RFCMOS 工艺之上，从而实现了一个具有内置 PLL 和模数转换器的单片实施 2TX、4RX 系统。它集成了 DSP 子系统，该子系统包含 TI 用于雷达信号处理的高性能 C674x DSP。

该器件包含一个基于 ARM R4F 的处理器子系统，该子系统负责无线电配置、控制和校准。简单编程模型更改可支持各种传感器实施（近距离、中距离和远距离），并且能够进行动态重新配置，从而实现多模式传感器。此外，该器件作为完整的平台解决方案进行提供，该解决方案包括硬件参考设计、软件驱动程序、样例配置、API 指南以及用户文档

NXP77GHz毫米波雷达解决方案

2018年9月4日，NXP在“2018恩智浦未来科技峰会”正式发布了新一代汽车雷达解决方案，在新的参考平台上将S32R处理器、射频收发器和天线设计组合在一起，从而扩展了恩智浦的雷达生态系统。

主要优势：

恩智浦雷达解决方案采用S32R27处理器、TEF810x CMOS收发器和FS8510电源管理IC，旨在提供简化雷达实施的硬件、软件和工具，降低雷达应用开发的门槛，从而帮助客户加快雷达应用上市。

•新一代毫米波雷达解决方案，将恩智浦领先的雷达信号处理器1与车规级雷达软件有机的结合在一起，为用户提供参考设计。通过利用S32R27中集成的高度优化的雷达加速，客户在实施极其复杂的汽车雷达应用时将更有把握。

•作为恩智浦雷达生态系统的一部分，该解决方案为繁琐的雷达研发提供了车规级雷达软件和易于使用的硬件开发平台。

•有效缩短自适应巡航（ACC）,紧急制动（AEB）等应用的研发周期。

雷达设计参考平台被称为RDK-S32R274，结合了恩智浦S32R27处理器、TEF810 x CMOS收发器、FS8410电源管理IC和雷达软件开发套件。恩智浦增加了扩展和天线模块，可为特定客户应用创建定制开发平台。这款雷达解决方案的核心是可扩展的基于Power Architecture的系列处理器——S32R27和S32R37，Khouri称其为“首款专用于处理雷达算法的芯片”。

图：恩智浦S32R结构框架

作为雷达处理器技术和市场领导者，恩智浦为客户提供了可扩展产品系列，包括以前发布的S32R27和S32R37。这些器件集成了非常高效的雷达处理器，与传统DSP相比，性能/功耗比提高了10倍3次方。对于安全关键型应用，例如防撞、变道辅助、自动紧急制动，可以实现更长的监测距离及更高的分辨率和精确度。

加特兰微发布新一代77GHz毫米波雷达芯片ALPS SoC

2019年，3月21日，加特兰微电子在上海发布了其革命性的Alps系列毫米波雷达系统单芯片。Alps系列芯片集成了高速ADC、完整的雷达信号处理baseband以及高性能的CPU核。是继2017年发布第一代77GHz毫米波雷达射频单芯片后，加特兰微电子为业界带来了更高集成度的系统单芯片。此次发布会上更是推出了集成片上天线的AiP(antenna in package)产品。

主要优势：

作为加特兰新一代主打产品，Alps具备更快捷 （fast）、更灵活（flexible)、更友好（friendly）、更可靠（firm)的特点，将成为77/79GHz毫米波雷达市场最具竞争力的芯片解决方案。

• 超短距雷达集成Soc芯片
• Aip: Antenna in Package天线一体化封装芯片
• 无需高频PCB版，超短距雷达硬件，零开发成本
• 雷达BOM成本大幅度降低
• 超声波雷达替代

加特兰微电子CEO陈嘉澍对记者表示：“在射频部分，Alps芯片包含4个发射通道、4个接收通道，有高度可配置的波形发生器，还集成了高达50Msps采样率的模数转换器。同时，还集成了信号处理系统等数字电路。完整高效的雷达信号处理基带实现经典雷达信号处理算法的硬件固话，大大节省开发资源，并具有低功耗、能效高的优势。具备功能安全的ARC EM6 CPU核可为用户提供300MHz主频的强大数据处理单元来实现跟踪算法、上层应用算法和控制软件等程序。”

77GHz毫米波雷达芯片主要应用于前向AEB/LKA等主动控制ADAS，相比其他预警类ADAS，77GHz直接影响行车安全，主机厂更倾向于选择有前装案例的雷达企业；除此之外，主机产对国产77GHz毫米波雷达测试周期长。2019年，毫米波雷达市场将随着智能驾驶进程的推进，迎来更多的市场商机和应用落地，我们对各大厂商的方案进入应用落地会持续关注，也预祝中国本土企业在市场竞争中凭借自身的研发实力，获得不错的增长。