2026年CES展期間，德州儀器(TI)重磅發(fā)布了三款面向下一代智能汽車的核心新品——可擴(kuò)展型TDA5高性能計(jì)算片上系統(tǒng)(SoC)產(chǎn)品系列(支持L1至L3的自動(dòng)駕駛級(jí)別)、單芯片8發(fā)8收(8TX/8RX)4D成像雷達(dá)收發(fā)器AWR2188，以及DP83TD555J-Q1 10BASET1S以太網(wǎng)PHY。
這是TI針對(duì)汽車電子電氣架構(gòu)深度變革所交出的一份答卷，直指行業(yè)向L3級(jí)有條件自動(dòng)駕駛規(guī)?；~進(jìn)過(guò)程中所面臨的計(jì)算、感知與通信三大核心挑戰(zhàn)。
軟件定義與區(qū)域架構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車算力需求飆升
當(dāng)前，汽車產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷由“軟件定義汽車(SDV)”引領(lǐng)的根本性重構(gòu)。傳統(tǒng)分布式電子控制單元(ECU)的數(shù)量正大幅減少，其功能被整合進(jìn)更強(qiáng)大的計(jì)算單元中，形成以區(qū)域控制器和中央計(jì)算平臺(tái)為核心的嶄新架構(gòu)。這一轉(zhuǎn)變的核心目的，是實(shí)現(xiàn)功能的集中管理、資源的動(dòng)態(tài)分配，以及通過(guò)無(wú)線軟件更新(OTA)持續(xù)提升車輛性能與增加新功能，而非依賴硬件迭代升級(jí)。
與此同時(shí)，自動(dòng)駕駛等級(jí)的提升對(duì)車輛感知、決策和執(zhí)行能力提出了指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的要求。目前，TOPS(每秒萬(wàn)億次運(yùn)算)已成為衡量半導(dǎo)體處理AI工作負(fù)載速度的核心指標(biāo)，更高的TOPS意味著車輛能更快地感知環(huán)境、解讀信息并做出安全決策。據(jù)德州儀器處理器業(yè)務(wù)部副總裁Roland Sperlich介紹，實(shí)現(xiàn)L2級(jí)部分自動(dòng)駕駛通常需要數(shù)十TOPS的AI算力；而邁向L3級(jí)有條件自動(dòng)駕駛則需要數(shù)百TOPS；完全自動(dòng)駕駛(L4/L5)的算力需求更是高達(dá)數(shù)千TOPS。
隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)向更高層級(jí)邁進(jìn)，其對(duì)環(huán)境感知系統(tǒng)的精密性和融合能力提出了更嚴(yán)苛的要求。為提升車輛自主性，雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像頭等傳感器的數(shù)量與分辨率持續(xù)升級(jí)，它們?cè)谶\(yùn)行中生成海量原始數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)需在極短時(shí)間內(nèi)完成融合處理，以構(gòu)建車輛周圍環(huán)境的精確模型。
然而，這一需求對(duì)車內(nèi)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)CAN、LIN總線雖在基礎(chǔ)控制中仍不可或缺，卻已難以勝任高帶寬數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)傳輸任務(wù)。在此背景下，汽車以太網(wǎng)正迅速崛起，成為車載網(wǎng)絡(luò)的“數(shù)字骨干”，為自動(dòng)駕駛的高效運(yùn)作提供關(guān)鍵支撐。
正是在此背景下，TI的三款汽車領(lǐng)域新品應(yīng)運(yùn)而生，它們分別錨定高性能計(jì)算(TDA5x)、先進(jìn)感知(AWR2188)和高速可靠通信(DP83TD555J-Q1)，旨在為汽車制造商提供一套端到端的、可擴(kuò)展的半導(dǎo)體解決方案。
TDA5系列SoC：可擴(kuò)展的高效算力引擎，推動(dòng)L3自動(dòng)駕駛量產(chǎn)
TDA5系列SoC是TI此次發(fā)布的核心產(chǎn)品之一，其定位為高達(dá)L3的自動(dòng)駕駛提供統(tǒng)一且可擴(kuò)展的計(jì)算平臺(tái)。該系列最引人注目的特性是其廣泛的算力范圍(10至1,200TOPS)和領(lǐng)先的能效(超過(guò)24TOPS/W)。
TDA5系列SoC的可擴(kuò)展性不僅體現(xiàn)在AI算力上，更在于其創(chuàng)新的支持芯粒(Chiplet)的設(shè)計(jì)。通過(guò)采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的UCIe接口，客戶可以像搭建積木一樣，靈活地增加算力單元、圖形處理能力、內(nèi)存及接口模塊。
這種模塊化設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)單片集成電路的限制，允許汽車制造商根據(jù)不同車型、不同配置的需求，定制最合適的計(jì)算方案，既能覆蓋入門(mén)級(jí)車型的ADAS功能，也能滿足高端車型L3自動(dòng)駕駛的苛刻要求，實(shí)現(xiàn)了“單一系列，全級(jí)別覆蓋”。
再進(jìn)一步觀察TDA5 SoC的核心組件，其內(nèi)部集成了多種處理單元，形成高效的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)，包含了TI C7TM NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元)、多核Arm®處理器和專用加速器。
比如，TI C7TM NPU作為AI加速的核心，繼承了TI超過(guò)40年的DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)技術(shù)積淀。其強(qiáng)大性能支持在芯片本地運(yùn)行包括大語(yǔ)言模型(LLM)、視覺(jué)語(yǔ)言模型(VLM)和Transformer在內(nèi)的多種AI模型，處理高達(dá)數(shù)十億的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)“物理AI”(即推理結(jié)果能直接驅(qū)動(dòng)如自動(dòng)制動(dòng)等實(shí)時(shí)物理動(dòng)作)。
多核Arm®處理器包括了最新的Cortex®-A720AE內(nèi)核，兼顧高性能應(yīng)用處理與硬實(shí)時(shí)控制任務(wù)。專用加速器中集成的視覺(jué)處理加速器和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包加速器(處理能力達(dá)每秒1,500萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)包)，能顯著卸載CPU負(fù)載，釋放算力資源。這種架構(gòu)在提供強(qiáng)大性能的同時(shí)，將能效做到了行業(yè)領(lǐng)先。
同時(shí)，TDA5 SoC設(shè)計(jì)符合ASIL-D最高功能安全等級(jí)，并采用“安全優(yōu)先架構(gòu)”和混合關(guān)鍵性任務(wù)處理機(jī)制。這意味著，車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)等(IVI)非關(guān)鍵功能的故障，不會(huì)影響制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵安全系統(tǒng)的運(yùn)行，確保了系統(tǒng)的可靠性與韌性。
此外，TDA5 SoC創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了單芯片跨域融合，能同時(shí)處理ADAS、IVI及網(wǎng)關(guān)功能。這種高度集成有力支持了整車電子電氣架構(gòu)向區(qū)域架構(gòu)的演進(jìn)，用一套集中式計(jì)算系統(tǒng)替代大量分散的域控制器，從而顯著降低系統(tǒng)整體復(fù)雜度、成本與功耗。
為了幫助客戶縮短開(kāi)發(fā)周期，TI還與新思科技合作，為T(mén)DA5 SoC推出了VirtualizerTM開(kāi)發(fā)套件(VDK)。汽車制造商可以利用VDK創(chuàng)建其電子系統(tǒng)的數(shù)字孿生，在實(shí)體芯片到位前就提前進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)、算法測(cè)試和系統(tǒng)驗(yàn)證。根據(jù)TI方面的介紹，該技術(shù)有望將新功能的開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證周期縮短長(zhǎng)達(dá)12個(gè)月，并能在一個(gè)更安全、可控的虛擬環(huán)境中進(jìn)行海量場(chǎng)景測(cè)試，加速產(chǎn)品上市并提升最終品質(zhì)。
AWR2188雷達(dá)：?jiǎn)涡酒瑢?shí)現(xiàn)高分辨率4D成像，提升感知邊界
感知能力的提升是自動(dòng)駕駛升級(jí)的另一大支柱。德州儀器高性能雷達(dá)業(yè)務(wù)部產(chǎn)品線經(jīng)理Keegan Garcia強(qiáng)調(diào)，雷達(dá)因其全天候、全時(shí)段可靠工作的特性，是實(shí)現(xiàn)高級(jí)別ADAS和自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)。
此次發(fā)布的AWR2188 4D成像雷達(dá)收發(fā)器，旨在解決高階自動(dòng)駕駛應(yīng)用中的具體痛點(diǎn)，如掉落物檢測(cè)、近距離車輛區(qū)分、高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景目標(biāo)識(shí)別等。AWR2188具備以下優(yōu)勢(shì)，比如，采用單芯片集成，突破了設(shè)計(jì)瓶頸，同時(shí)其性能也得到了飛躍，探測(cè)距離更遠(yuǎn)且更精準(zhǔn)。除此之外，該產(chǎn)品的架構(gòu)靈活，適配行業(yè)趨勢(shì)。
傳統(tǒng)高分辨率4D成像雷達(dá)為了實(shí)現(xiàn)足夠大的天線陣列，通常需要將多顆芯片進(jìn)行級(jí)聯(lián)，這導(dǎo)致了系統(tǒng)復(fù)雜度、功耗和成本的顯著增加。AWR2188的革命性在于，它在單顆芯片上集成了8個(gè)發(fā)射器和8個(gè)接收器(8TX/8RX)。該設(shè)計(jì)使得實(shí)現(xiàn)8x8天線配置僅需一顆芯片，實(shí)現(xiàn)16x16配置也僅需兩顆芯片級(jí)聯(lián)，與原有方案相比，可簡(jiǎn)化PCB設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)功耗達(dá)20%，減少系統(tǒng)成本10%-20%。
AWR2188的整體性能(處理速度和射頻性能)實(shí)現(xiàn)了30%的提升，其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器采樣率達(dá)66Msps，線性調(diào)頻信號(hào)斜率高達(dá)266MHz/μs。這使得它的最遠(yuǎn)探測(cè)距離可達(dá)350米甚至更遠(yuǎn)，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)前向雷達(dá)約250米的水平。更遠(yuǎn)的探測(cè)距離和更高的分辨率，意味著車輛能更早、更清晰地“看到”前方障礙物、橋梁、隧道以及行人、自行車等目標(biāo)，為決策系統(tǒng)留出更充裕的反應(yīng)時(shí)間，極大提升了行車安全性。
AWR2188的設(shè)計(jì)同時(shí)支持邊緣處理和新興的衛(wèi)星雷達(dá)兩種架構(gòu)。在衛(wèi)星雷達(dá)架構(gòu)中，雷達(dá)傳感器作為“衛(wèi)星”，將原始高分辨率數(shù)據(jù)通過(guò)高速串行鏈路(如TI的FPD-Link技術(shù))直接流式傳輸至中央計(jì)算單元進(jìn)行集中處理與傳感器融合。AWR2188的靈活性讓汽車制造商可以根據(jù)自身平臺(tái)策略自由選擇最合適的部署方案。
DP83TD555J-Q1以太網(wǎng)PHY：將高速網(wǎng)絡(luò)延伸至車輛邊緣節(jié)點(diǎn)
隨著汽車內(nèi)數(shù)據(jù)流量的激增，通信網(wǎng)絡(luò)成為制約系統(tǒng)性能的關(guān)鍵一環(huán)。德州儀器汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)部總監(jiān)Mark Ng指出，未來(lái)的汽車堪稱“車輪上的數(shù)據(jù)中心”，需要處理大量高速數(shù)據(jù)。雖然CAN和LIN總線在基礎(chǔ)控制領(lǐng)域仍將長(zhǎng)期存在，但以太網(wǎng)正成為滿足高帶寬、實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性需求的主力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
據(jù)介紹，DP83TD555J-Q1是TI推出的首款10BASE-T1S以太網(wǎng)PHY器件，其重要意義在于將以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展到了車輛的邊緣節(jié)點(diǎn)。
10BASE-T1S是一種10兆比特的以太網(wǎng)協(xié)議，它旨在為車門(mén)模塊、座椅控制、車內(nèi)照明、電池管理傳感器等邊緣設(shè)備提供一種統(tǒng)一的通信協(xié)議。它并非旨在完全取代CAN或LIN，而是作為一種補(bǔ)充和增強(qiáng)，用于那些需要更高帶寬、遠(yuǎn)程控制或精確時(shí)間同步的邊緣應(yīng)用。
DP83TD555J-Q1還集成了媒體訪問(wèn)控制器(MAC)，使得任何邊緣微控制器都能輕松接入以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。其納秒級(jí)的時(shí)間同步能力對(duì)于需要協(xié)同工作的自動(dòng)駕駛功能至關(guān)重要。此外，它支持?jǐn)?shù)據(jù)線供電(PoDL)，允許電力和數(shù)據(jù)通過(guò)同一對(duì)雙絞線傳輸，這可以顯著減少車輛線束的數(shù)量、重量和復(fù)雜度，從而降低成本和裝配難度，并提升可靠性。
通過(guò)DP83TD555J-Q1，TI助力構(gòu)建一個(gè)完全基于以太網(wǎng)的統(tǒng)一車載網(wǎng)絡(luò)，使未來(lái)的架構(gòu)演進(jìn)與軟件功能部署變得更加簡(jiǎn)易和高效。因此，其部署將是一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程，預(yù)計(jì)將從照明控制等應(yīng)用開(kāi)始，逐步擴(kuò)展至車門(mén)、車窗等模塊。未來(lái)車輛中將呈現(xiàn)多種總線協(xié)議共存的局面，以最優(yōu)方式滿足不同邊緣節(jié)點(diǎn)的多樣化需求。
三款新品協(xié)同效應(yīng)：構(gòu)建面向L3的完整技術(shù)棧
TDA5x SoC、AWR2188和DP83TD555J-Q1三款新品在TI的汽車生態(tài)系統(tǒng)中可以形成強(qiáng)大的協(xié)同效應(yīng)，共同勾勒出支持L3自動(dòng)駕駛的完整技術(shù)棧：
- 比如，在感知層(AWR2188)方面，提供遠(yuǎn)距離、高精度、全天候的環(huán)境感知數(shù)據(jù)，特別是4D點(diǎn)云信息，為決策提供豐富輸入；
- 在通信層(DP83TD555J-Q1及TI更廣泛的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品)方面，確保感知數(shù)據(jù)、控制指令能夠高速、可靠、實(shí)時(shí)地在傳感器、中央計(jì)算單元和執(zhí)行器之間傳輸。AWR2188的原始數(shù)據(jù)可通過(guò)TI的FPD-Link串行器/解串器技術(shù)，高效傳輸至中央處理器；
- 在計(jì)算與決策層(TDA5x)方面，作為大腦，接收來(lái)自所有傳感器的融合數(shù)據(jù)，運(yùn)行復(fù)雜的AI算法和感知模型，在極短時(shí)間內(nèi)完成環(huán)境理解、路徑規(guī)劃與決策，并輸出控制指令。其高算力、高能效和功能安全特性，是實(shí)現(xiàn)L3級(jí)有條件自動(dòng)駕駛的基石。
通過(guò)此次CES期間推出的三款汽車領(lǐng)域新品，德州儀器向業(yè)界清晰展示了其如何通過(guò)系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新，從計(jì)算、感知、通信三大維度，為汽車制造商提供一套可擴(kuò)展、高效能、高安全性的半導(dǎo)體解決方案。
在軟件定義汽車和區(qū)域架構(gòu)成為主流的今天，TI正以其深厚的技術(shù)積累和全面的產(chǎn)品組合，助力客戶平衡性能、功耗與成本，將更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)從高端車型普及至大眾市場(chǎng)。
從可擴(kuò)展的算力引擎、突破性的單芯片雷達(dá)，到延伸至邊緣的以太網(wǎng)絡(luò)，TI的每一步創(chuàng)新，都在切實(shí)地推動(dòng)著L3自動(dòng)駕駛時(shí)代加速到來(lái)，讓未來(lái)出行體驗(yàn)一步步從藍(lán)圖照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
