【導讀】監(jiān)測越來越多的汽車攝像頭、雷達和其它高速傳感器模塊的狀態(tài)正變得越來越復雜。雖然具有本地處理器的智能傳感器可以監(jiān)控他們自己的健康狀態(tài),但是原始數(shù)據(jù)傳感器通常缺少一個執(zhí)行該任務的本地微控制器,使得中央電子控制單元(ECU)處理器單獨監(jiān)視每個傳感器。
然而,原始數(shù)據(jù)傳感器不必“裝聾作啞”。將智能健康監(jiān)控功能集成到串行器和解串器(SerDes)鏈路芯片組中,可以避免中央處理器不斷輪詢傳感器的運行狀態(tài)。本篇博文中,我將一睹這一裝置。
多傳感器先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)
下一代車輛可能有十幾個或更多的遠程原始數(shù)據(jù)傳感器(圖1)。監(jiān)控每個傳感器的健康狀態(tài)增加了中央ECU處理器中的軟件開銷。ECU必須監(jiān)控諸如傳感器狀態(tài)、模塊電壓、模塊溫度、鏈路操作(雙向)等因素,及多個傳感器、串行器、解串器和其他芯片上的其他指示器等因素,以生成傳感器健康狀況的完整圖片。您可以為每個遠程傳感器模塊添加一個小型微控制器進行健康監(jiān)控和內務處理,但這會增加模塊尺寸和成本——中央ECU仍然必須單獨檢查每個傳感器和鏈路。
將健康監(jiān)控功能集成到SerDes芯片組中,可集中監(jiān)控多個傳感器模塊及其鏈路,以便中央ECU只接收一個統(tǒng)一的中斷警告。
圖1:汽車攝像頭和雷達傳感器分布示例
鏈路狀態(tài)和保護
自主傳感器監(jiān)測中的第一層是鏈路完整性自身。鏈路必須提供魯棒控制通道及鏈路數(shù)據(jù)保護和診斷功能。該鏈路監(jiān)測電纜故障(開路、對地短路、短路到Vbatt)及位錯誤,并將警報報告回ECU。正向通道和反向通道都由SerDes芯片組監(jiān)視故障。此外,DS90UB953-Q1串行器對串行器的數(shù)據(jù)輸入執(zhí)行奇偶校驗,允許系統(tǒng)確定潛在錯誤是源自傳感器還是來自鏈路。最后,解串器的自適應均衡器提供電纜健康質量測量,使系統(tǒng)能夠對電纜劣化發(fā)出警告。
傳感器模塊健康診斷
隨著傳感器激增且系統(tǒng)功能安全性變得越來越重要,為單獨的傳感器模塊提供某種程度的健康監(jiān)測是有用的。例如,DS90UB953-Q1串行器集成了許多功能支持這一目標(圖2)。在內部,串行器監(jiān)控自己的狀態(tài),例如鎖定、有效時鐘和溫度。串行器還可監(jiān)視外部健康因素,如電源電壓和傳入的傳感器數(shù)據(jù)錯誤。連續(xù)發(fā)送到解串器的可配置報警位將警告ECU任何監(jiān)控值是否超出范圍。串行器還報告在到傳感器模塊的控制通道通信中是否存在錯誤。如果發(fā)生I2C寫入錯誤,串行器不傳送錯誤的I2C命令,從而有助于防止傳感器模塊錯誤配置。解串器向中央ECU發(fā)送警告,使得系統(tǒng)可以采取進一步的動作,如控制數(shù)據(jù)重傳。
圖2:集成傳感器模塊運行狀況診斷的示例
聚合健康狀態(tài)
多輸入解串器集線器(如DS90UB960-Q1)將多達四個傳感器的狀態(tài)集成到單個可編程開漏中斷引腳(圖3)。由多個傳感器串行器或鏈路中的任何一個發(fā)送的報警可觸發(fā)中斷。然后本地處理器讀取狀態(tài)寄存器以確定警告的性質和位置。您可以配置解串器中斷引腳,以根據(jù)多個可編程變量激活。由于該引腳使用開漏結構,因此您可將多個中斷連接在一起(線OR''''d),以組合來自多個芯片的中斷,從而節(jié)省處理器I/O引腳。
圖3:解串器中心聚合來自多個傳感器鏈路的報警
智能傳感器的健康
越來越多的高速傳感器正用于汽車中,這導致了自主駕駛的方式。今天的原始數(shù)據(jù)傳感器可以結合健康監(jiān)控功能,遠程并自主地監(jiān)控故障,節(jié)省處理器資源并提供額外的系統(tǒng)保護層。這使得這些“健康智能”模塊可更容易地部署未來車輛所需的更多數(shù)量的高速傳感器。如想了解更多信息,請查看TI針對ADAS應用的整個FPD-Link III SerDes產品系列。
其他信息
● 還要考慮DS90UB954-Q1雙FPD-Link III解串器集線器。
● 將我們的一個解串器集線器與用于ADAS的TDA3x片上系統(tǒng)(SoC)處理器配對。
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