Arbe Robotics推出基于格芯22FDX?技術(shù)的高清汽車成像雷達(dá)芯片組

借助高清成像雷達(dá)，汽車在各種天氣和照明條件下，無(wú)論距離長(zhǎng)短，在任何方位、任何高度以及任何多普勒效應(yīng)下，都能感應(yīng)周圍的環(huán)境狀況。與當(dāng)今市面上的傳感器相比，它能夠更好地跟蹤速度和檢測(cè)距離。

美國(guó)近期發(fā)生的兩起與自動(dòng)駕駛汽車有關(guān)的事故顯示，當(dāng)前迫切需要改進(jìn)傳感器和ADAS（先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)）相關(guān)技術(shù)。Arbe Robotics是一家以色列軍事雷達(dá)技術(shù)開發(fā)創(chuàng)業(yè)公司，它針對(duì)這一需求推出了基于格芯22FDX®技術(shù)的高清汽車成像雷達(dá)芯片組。

Arbe Robotics的成像雷達(dá)提供1°方位角、1.25°仰角、超過(guò)300米探測(cè)距離和100°寬視角的高分辨率性能。該公司表示，其先進(jìn)技術(shù)能夠探測(cè)到小型目標(biāo)（例如人或自行車），即使被大型物體（例如卡車）遮住也能探測(cè)出來(lái)。這種成像雷達(dá)能夠確定對(duì)象是否在移動(dòng)，以及朝哪個(gè)方向移動(dòng)，并實(shí)時(shí)提醒汽車存在風(fēng)險(xiǎn)。

其他汽車傳感器可能因?yàn)橄掠辏驗(yàn)槠痨F，或者因?yàn)殚W爍的燈光（例如突然出現(xiàn)反射光）而失靈。Arbe的雷達(dá)完全不會(huì)受到這些因素影響。定制雷達(dá)處理器能夠?qū)崟r(shí)創(chuàng)建全方位的4D環(huán)境圖像，并根據(jù)其雷達(dá)特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類。

「我們的雷達(dá)所展現(xiàn)的性能要遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的雷達(dá)」，Arbe Robotics公司研發(fā)部門副總裁Avi Bauer表示，該公司在2015年創(chuàng)立于以色列特拉維夫。擔(dān)任之前的職位時(shí)，他曾對(duì)從鍺硅(SiGe)到CMOS體硅等多種可用工藝技術(shù)進(jìn)行基準(zhǔn)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)均存在不足。22FDX的全耗盡SOI技術(shù)能夠滿足雷達(dá)前端設(shè)備和處理器的需求。兩種芯片均基于22FDX構(gòu)建，因而更易同時(shí)集成于單芯片解決方案中，這造就了該公司的新一代產(chǎn)品。



Bauer在他之前的工作中表示：「因?yàn)镃MOS體硅技術(shù)的限制，我們?cè)谔嵘史矫嫦萑肜Ь场?，其中包括功率處理。Bauer表示，依據(jù)28nm設(shè)計(jì)規(guī)則，CMOS在集成度和長(zhǎng)距離雷達(dá)功率方面都存在不足。如今用于長(zhǎng)距離雷達(dá)的硅鍺工藝雖然還不錯(cuò)，但其耗電量高，且密度低。如果采用16nm FinFET工藝進(jìn)行大型數(shù)字RF設(shè)計(jì)，成本太高，風(fēng)險(xiǎn)太大。

「采用SOI技術(shù)之后，設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，且偏壓還可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)CMOS中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)」，Bauer表示。對(duì)于傳輸和接收模塊，SOI的高電阻率襯底對(duì)無(wú)源組件（電感器和電容器）相當(dāng)有利，并能提供出色的絕緣性能?！父咂焚|(zhì)的無(wú)源器件非常重要。進(jìn)行22nm設(shè)計(jì)時(shí)，SOI工藝技術(shù)可以提供更出色的整體性能?！?br />
Bauer表示，22FDX工藝無(wú)需采用基于FinFET的設(shè)計(jì)所需的高掩膜數(shù)量和昂貴的設(shè)計(jì)工具，因此能夠滿足公司的功率、性能和密度目標(biāo)，同時(shí)仍然保持在摩爾定律的每功能單位成本曲線范圍內(nèi)。速度和晶體管密度非常重要：高清成像雷達(dá)會(huì)生成大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要以極低的延遲，在檢測(cè)位置附近及時(shí)處理。Bauer表示，Arbe開發(fā)了一款定制處理器用于雷達(dá)數(shù)據(jù)分析，并使用現(xiàn)成的處理器管理存儲(chǔ)器和其他控制功能。

采用或不采用LiDAR

格芯高級(jí)總監(jiān)Bert Fransis表示，通過(guò)采用在任何天氣條件下都能夠「視物」的高清成像雷達(dá)系統(tǒng)，ADAS汽車「擁有了戰(zhàn)勝LiDAR的條件?！笷ransis表示，他相信高清成像雷達(dá)最終會(huì)大范圍部署取代LiDAR（激光探測(cè)與測(cè)量），后者基于激光傳感器，常見于如今的ADAS試驗(yàn)車車頂。ADAS公司可以將CMOS成像攝像頭和高清成像雷達(dá)相結(jié)合，從而「大幅降低汽車的可視系統(tǒng)所需的成本」。安裝在試驗(yàn)車車頂、可以旋轉(zhuǎn)的LiDAR模塊耗費(fèi)$10,000或更多的資金，只能在晴天使用，且提供的幀速率只有20 Hz。

目前的LiDAR模塊「不能在霧天、雪天使用。只能在嚴(yán)格的限制條件下，才能提供高分辨率」，F(xiàn)ransis表示。



IHS Markit的汽車電子和半導(dǎo)體高級(jí)分析員Phil Amsrud表示，從基于MEMS的LiDAR到全固態(tài)LiDAR，LiDAR領(lǐng)域在持續(xù)創(chuàng)新，因此很多汽車公司很可能將LiDAR保留在「?jìng)鞲衅魅诤稀狗庋b中?！笍奈覀?nèi)缃裾莆盏臄?shù)據(jù)來(lái)看，LiDAR不止是針對(duì)試驗(yàn)車進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)，它的使用壽命應(yīng)該會(huì)更長(zhǎng)。現(xiàn)在，大家對(duì)于活動(dòng)部件數(shù)量更少的新技術(shù)的研究投入了更多精力，不斷展開諸多合作。我們有理由認(rèn)為，LiDAR將會(huì)應(yīng)用于生產(chǎn)車輛中。它仍然在傳感器融合考量的范圍之內(nèi)，我認(rèn)為這些技術(shù)將并行運(yùn)行?！?br />
3D+速度=4D

即使Arbe Robotics和其他公司將雷達(dá)的有效測(cè)量范圍擴(kuò)展到300米以上，并能實(shí)現(xiàn)更高清的成像，但許多汽車公司仍會(huì)繼續(xù)部署LiDAR。Arbe Robotics聲明自己是首家提供高清4D圖像（3D+速度），可在寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)實(shí)施監(jiān)測(cè)障礙物的雷達(dá)公司。

Arbe Robotics市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Shlomit Hacohen表示，公司目前可為客戶提供原型，預(yù)計(jì)將于明年初批量上市?！肝覀兊某上窭走_(dá)能夠真正提升道路安全性，因?yàn)樗梢栽谒刑鞖夂驼彰鳁l件下使用。與當(dāng)今市面上的其他傳感器相比，它能夠更好地跟蹤速度和檢測(cè)距離?！顾硎?。

如今的雷達(dá)支持安全系統(tǒng)，包括自適應(yīng)巡航控制、盲點(diǎn)偵測(cè)和自動(dòng)緊急制動(dòng)?！傅牵绻褂媚壳笆忻嫔系睦走_(dá)，您就需要犧牲一些分辨率和視場(chǎng)?！笻acohen說(shuō)道。

Arbe Robotics系統(tǒng)可配置用于后視、側(cè)視或前視檢測(cè)。該公司稱，它可以達(dá)到1°方位角、1.25°仰角和0.1 m/s的多普勒高清分辨率。它支持100°方位角的寬視場(chǎng)、30°仰角以及40 FPS（幀/秒）的實(shí)時(shí)刷新率。

Arbe Robotics的后處理技術(shù)已獲得專利，該技術(shù)通過(guò)將攝像頭和LiDAR僅指向目標(biāo)區(qū)域以降低功耗。

考慮采用MRAM技術(shù)

我詢問Bauer，Arbe Robotics是否計(jì)劃采用格芯開發(fā)的eMRAM（嵌入式磁性RAM）技術(shù)，他表示Arbe Robotics考慮在下一代單芯片設(shè)計(jì)中采用該技術(shù)?！缸鳛閱蝹€(gè)設(shè)備中的獨(dú)立系統(tǒng)，我們可能需要了解一下eMRAM技術(shù)。如今，我們已經(jīng)處于關(guān)鍵階段，再添加一項(xiàng)功能（例如eMRAM）都可能增加風(fēng)險(xiǎn)。但是，我們正慎重考慮將其用在下一代設(shè)計(jì)中?！?br />