
成立于1930年的德州儀器,一直是半導體技術的引領者。從1958年發明世界上第一塊商用集成電路,到現在突破8萬種的產品矩陣,德州儀器始終致力于設計、制造、測試和銷售模擬和嵌入式半導體產品,幫助全球超過10萬家客戶在工業、汽車、個人電子產品、企業系統和通信設備等市場創建差異化應用。
在近期舉辦的2025慕尼黑上海電子展上,德州儀器(TI)中國區技術支持總監趙向源以“創新技術重塑無限可能,共赴智能、高效、可持續之旅”為主題,為廣大觀眾帶來了一場展示汽車、機器人與工廠自動化和能源基礎設施領域及邊緣AI處理的相關技術和產品的精彩演講。同時,德州儀器也與華盛昌Everbest、HikAuto、庫卡KUKA共同舉辦三場新品合作發布會,分享前沿的客戶合作案例。
趙向源表示,在每一個智能機器人、自動駕駛汽車及高效能源系統的背后,半導體技術都發揮著至關重要的作用,推動著系統向更智能、高效、安全及可持續的方向發展。為滿足對智能化、數據驅動決策日益增長的需求,德州儀器憑借廣泛的模擬和嵌入式產品組合,持續推動人工智能、工業通信、實時控制及能效的提升。德州儀器還致力于助力客戶在邊緣AI處理等應用中提升系統智能,實現更高效的電機控制和電力輸送,推動更快、更可靠的工廠通信,并開發更智能、安全且簡便的自動駕駛和電動汽車架構。
TI汽車整體解決方案重塑更智能、更安全的車輛設計
汽車電氣化、智能化和網聯化的進程加速了汽車行業的發展,推動全方位產業變革的同時也帶來了新的挑戰。德州儀器憑借在汽車領域積累了數十年的經驗,通過創新技術助力實現更安全、更智能、更可持續的汽車系統。目前,德州儀器已經擁有超過7,000種車規級產品,并且在不斷加強新產品推進的速度,全方位覆蓋汽車電子系統的各個領域,以及時地回應市場趨勢和需求。這些領域包括高級駕駛輔助系統、軟件定義車輛、車身電子裝置與照明、信息娛樂系統與儀表組、混合動力、電動和動力總成系統、汽車中的48V。通過德州儀器整體性能解決方案,能夠讓汽車的整體設計更加智能化、更加安全。從更先進的駕駛輔助系統到更智能的電動和動力總成系統,德州儀器創新的技術和解決方案,助力重塑更智能、更安全的車輛設計。
德州儀器激光雷達技術的優勢有遠距離的角分辨率、可滿足高達360°的寬闊場地要求、不受環境光線的影響,以及集成化可以推動性價比的提升和更小尺寸的開發。在此次慕展期間,德州儀器重磅推出四款新款激光雷達驅動器、雷達傳感器和BAW振蕩器產品。
據介紹,LMH13000集成式激光雷達驅動器,具有三大特點:(1)通過延長30%的測量距離以提升實時決策能力,更快、更精確的物體檢測,800ps的高速上升和下降時間,以及可達5A的輸出峰值電流,小于1納秒的上升時間;(2)尺寸相比于分立式解決方案縮小了4 倍,集成LVDS、CMOS和TTL控制信號,壓控電流源也不需要外圍搭建大型電容器或者外圍電氣,集成度非常高;(3)實現高精確度測量以增強可靠性,擁有在整個溫度范圍內變化僅為2%的光學峰值功率控制。
我們知道ADAS和車載信息娛樂系統中的電子器件必須在面對溫度波動、振動和電磁干擾時仍能可靠工作,所以體聲波(BAW)非常重要。德州儀器BAW技術的優勢在于具有業內出色的抖動性能、通過縮減BOM和尺寸來簡化設計、在惡劣條件和振動應力下具有更高的可靠性,以及簡化的制造流程與可靠的供應保障。具體來說,在可靠性方面,基于BAW的時鐘高于基于石英的時鐘100倍;PCIe Gen 6下抖動值低至34.5fs,能夠提升整體性能,包括啟動時間短于3ms,能夠支持重要安全功能、傳感器功能和車輛總體控制;支持任何ADAS 與車載信息娛樂系統的各類處理架構需求,一個時鐘可同時驅動多個負載。德州儀器在慕展上基于BAW時鐘推出三款產品汽車級低功耗、低ppm、BAW、固定頻率LVCMOS振蕩器CDC6C-Q1,汽車級基于BAW的PCIe 第6代兼容無參考時鐘發生器LMK3H0102-Q1,汽車級基于BAW 5的輸出無參考時鐘發生器LMK3C0105-Q1。
除了前面提到的產品,德州儀器還推出了一款前置和角置毫米波雷達傳感器AWR2944P。它基于傳統2944產品進行一些新優化,更加適合做前雷達、角雷達的應用,其特點包括有更高的信噪比,更強的計算能力,更大的內存容量,集成AI的硬件加速器。新的汽車已經在向以太網發展,這就要求新產品既能夠兼容傳統架構,也能夠支持新產品架構。AWR2944P通過擴大檢測范圍、提高角度精確度、使更復雜的處理算法能夠在芯片上運行來提高車輛安全性。另外,更強的處理能力同時兼容傳統架構和新的架構,實際上德州儀器在ADAS也有新產品推出,包括更先進的衛星雷達等,這些都能提升雷達的檢測范圍,使整個車輛更加智能化。
除了自己的新產品以外,德州儀器還展出采用TI創新方案的客戶產品。在談及德州儀器關鍵汽車電子技術的一系列展品時,德州儀器中國區技術支持總監趙向源先生解釋說:“基于TI AM62A的一款電子內后視鏡,同時融合了流媒體顯示、駕駛員監控和乘員監測等多項功能;新一代的音頻DSP系統?,F在已經開始把整個汽車變成可移動的家的概念,所以對這種音響的體驗要求越來越高,甚至有一些個性化的體驗。TI推出的新一代音頻的DSP處理能力可增強4到8倍。另外,這款產品集成了更多的片上子資源,能夠做更多的處理,也集成了網關,整個系統往域控方向發展。我們一直在探索怎么樣能夠讓新產品滿足下一代的新的DSP的要求——這款產品也集成了AI硬件加速器,希望推出的音頻加速器可以提升駕駛員、乘客的沉浸式的音響享受。”
TI系統級解決方案加速機器人與工業自動化工廠進化
機器人技術正迎來革命性發展。從傳統工業機器人、協作機器人到新一代人形機器人,德州儀器提供全面的產品解決方案。德州儀器通過先進的感知技術(包括視覺和雷達感知)與多技術融合方案,結合高精度采樣和驅動技術,為各類機器人系統提供完整的解決方案,助力工程師設計出更安全、更智能、更緊湊的人形機器人。
這次慕尼黑展會上,德州儀器展出使用TI模擬方案的客戶產品,以及展示TI關鍵人形機器人技術的一系列展品,包括基于GaN的48V電機驅動器、小型4kW三相逆變器、單線對以太網通信、用于人類協作的傳感器融合等。展臺上的演示系統展示了德州儀器助力人形機器人發展的最新成果,關鍵技術亮點:一是氮化鎵技術,機器人包含數十個關節(如手臂、腿部等),每個關節需要20-50個驅動單元。TI的氮化鎵技術可實現更高開關頻率、更少外圍器件、更緊湊的電機-關節集成方案。二是集成驅動系統,TI的系統方案優勢在于顯著提升能效、實現小型化電機系統設計、針對人形機器人不同關節的功率需求差異(從手部<10W到其他部位數百/數千瓦),特別開發了4000W小型化驅動設計方案,滿足大功率應用需求。
工廠智能制造正在向工業4.0發展,對各種檢測工具模塊、實時控制,甚至功能安全都提出了更高的要求。德州儀器如何重塑智能、高效和安全的自動化工廠?趙向源先生解釋說:“德州儀器擁有完整的解決方案,從實時工業通信到電機控制、電源轉換和檢測,德州儀器的嵌入式處理和模擬產品可幫助工程師在工業4.0應用中實現優秀的能耗等級和超低延遲。例如在單軸及多軸伺服驅動器中,使用德州儀器具有專用控制外設的模擬集成電路和實時微控制器,可以實現更快的位置、速度和電流控制,并達到所需的精度。德州儀器接口器件還可實現高電磁兼容性或低延遲、從而實現與集成MCU的處理器間和多協議通信。德州儀器的具有更長使用壽命和隔離等級的產品,可降低意外危險的風險并提高系統可靠性,同時實現功能安全合規性。”
TI重塑能源基礎設施系統與快速、安全的邊緣AI設計
如今能源系統在日新月異地發展,電的獲取、存儲到使用的各個環節都在發生著變革。德州儀器先進的功率轉換、電流和電壓檢測和無線連接產品,可以幫助加快高效、可靠的光伏系統的開發,并輕松將其與儲能系統和電動汽車充電樁等資源連接集成。
為了設計更安全、更精確的儲能系統,德州儀器先進的電池管理、電流檢測,隔離和高壓電源轉換技術,可為高達1,500V的電網系統的設計提供支持,包括降低成本并優化使用情況,延長電池壽命和提高系統的可靠性、安全性等。而德州儀器先進的高電壓電源、電流和電壓檢測及連接產品和設計,無論在提高性能上,還是便利性上,德州儀器的半導體技術都將成為充電基礎設施的關鍵部分,為向電氣化轉變提供動力。
傳統AI的計算雖然可以做很多大的計算,但也有自身的局限性,比如需要實時性的控制,需要做數據隱私保護,這些在云端做AI計算的局限性給了邊緣AI更多的延伸應用。作為邊緣AI技術的先行者,德州儀器有基于處理器的視覺AI,也有能源、機器人領域的AI應用。邊緣AI在各個領域串聯整個汽車、工業,甚至消費類、醫療都在邊緣計算落地,提升應用效率。
德州儀器在現場展示的醫用貼片和生命體征監測參考設計,是用AI做的醫療相關的生命體征監測,它里面有一個MPU硬件加速,通過硬件加速能夠采集ECU生命信號能夠快速進入判斷分類到底現在心率是否正常,是否需要緊急救護。德州儀器展示了如何把信息連接到醫療監護,如何用于家庭,及終端產品之中。
該參考設計能夠實現低功耗、高分辨率、高度集成的對心電信號(ECG)、心率、呼吸、起搏脈沖和溫度等生命體征的持續監控。測量的ECG數據由MSPM0 MCU通過邊緣AI硬件加速器進行處理以實現實時心律失常分類,并可將ECG和分類數據傳輸到智能手機或醫療監測系統等遠程終端。
從智能機器人、自動駕駛車輛到高效能源系統,德州儀器展示了自身的創新技術,并與設備制造商和行業專家一起設計出更多更優秀的解決方案。這些技術創新背后,是德州儀器每年超過15億美元的研發投入構建的技術護城河。從模擬芯片的納米級工藝優化,到嵌入式系統的實時控制算法,德州儀器正通過持續創新,推動半導體向更智能、更安全、更可持續的方向演化。
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