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ADAS普及步伐不斷加快,新興個人醫(yī)護市場開始出現(xiàn)

發(fā)布時間:2013-02-04 來源:電子元件技術網(wǎng) 責任編輯:sherryyu

【導讀】混合動力和純電動汽車雖然代表著未來的發(fā)展大方向,但畢竟因這因那的原因而無法進入量產(chǎn)。ADAS卻不同,它可以獲得市場即時的回報,因此也獲得了更多公司的關注。另一今年很有發(fā)展前景的市場是個人醫(yī)療監(jiān)護和診斷設備。下文將為你詳細解讀。

在汽車領域,越來越多的中國公司非常關注混合電動汽車和純電動汽車。兩三年前,電動汽車的發(fā)展還僅僅停留在測試階段,而現(xiàn)在他們不僅追求安全標準和特色設置,還包括先進的駕駛輔助系統(tǒng)。這是一個有著市場回報的領域,ADI在這里同樣具有市場領導力。

電池技術是新能源汽車的重要驅(qū)動力。目前,新能源汽車中的電池對新能源汽車的發(fā)展帶來很大的挑戰(zhàn)。如何改善電池的充電時間、使用壽命、減輕電池的重量,增加電池的續(xù)航能力、降低成本、保證使用安全等等問題,都是新能源汽車迫切需要而且必須要解決的問題。

在中國,經(jīng)過幾年的快速發(fā)展,消費者對汽車已逐漸轉(zhuǎn)向?qū)Π踩雀邔哟蔚男枨?。這些高需求也使得汽車安全系統(tǒng)越來越向智能化的方向發(fā)展。

ADI公司亞洲區(qū)行業(yè)市場總監(jiān)周文勝表示:“代表一種重要的市場新趨勢,ADAS(高級駕駛員輔助系統(tǒng))作為ABS(防抱死制動系統(tǒng))、安全氣囊和穩(wěn)定控制系統(tǒng)之后的技術革新,其普及步伐不斷加快。”

ADAS的核心是通過視覺或者雷達技術檢測車輛周圍的環(huán)境信息,經(jīng)DSP處理,然后采取相應的預警或干預措施,可以從多方面大大提高行車安全性。通過安裝后視/前視/側視攝像頭和視覺處理ECU,可以實現(xiàn)多種功能來幫助駕駛員提前防范風險。

在微混動領域,ADI推廣用于鉛酸電池管理的系統(tǒng)級芯片(ADuC703X)。起停功能可以提高傳統(tǒng)汽車的燃油使用效率。例如,汽車在等紅燈的情況下,可以通過這個系統(tǒng)將發(fā)動機關掉以降低油耗。該系統(tǒng)需要對鉛酸電池的狀態(tài)進行精密監(jiān)控,在這一領域,ADI目前占有絕對市場份額。

除了鉛酸電池外,ADI也已經(jīng)推出一系列可應用在中混/強混/插電式混合動力車及純電動車上面的鋰電池監(jiān)控和保護系統(tǒng)產(chǎn)品,該系統(tǒng)集成鋰電池安全監(jiān)控器,可以幫助用戶實現(xiàn)故障安全電路。這一系列的監(jiān)控器為設計師提供了他們開發(fā)完整電池監(jiān)控和保護系統(tǒng)前端所需的最終解決方案。

基于AD7280A、8280、和iCoupler/isoPower隔離器件的解決方案,單組可監(jiān)控六個電池單元的電壓和溫度,通過增強型的菊花鏈接口可靈活匹配不同電池節(jié)數(shù)的電池包架構。該器件由電池組供電,可以針對過壓、過溫或欠壓這三種狀況中的任何一種提供共享式或單獨式報警。

在提供業(yè)界領先的測量精度之外,該方案的冗余架構能幫助設計者提升整個系統(tǒng)的功能安全性和魯棒性。同時,uS級的測量速度和極低功耗,可以改善電池性能并延長續(xù)航時間。其中,iCoupler和isoPower系列數(shù)據(jù)和電源隔離器,具備優(yōu)異的數(shù)據(jù)速率和功率消耗,同時滿足隔離等級要求。

ADAS是汽車市場新興的主動安全技術。由于主動安全的核心是信號的采集和處理,所以這對半導體廠商在模擬技術、高頻技術以及數(shù)字處理方面有很高的要求。ADI可以提供基于視覺的智能輔助駕駛方案,這一方案采用DSP、視頻轉(zhuǎn)換器、視頻放大器等芯片。

ADI_周文勝_ADI公司亞洲區(qū)行業(yè)市場總監(jiān)
ADI_周文勝_ADI公司亞洲區(qū)行業(yè)市場總監(jiān)


周文勝說:“ADI今年年初發(fā)布的新一代雙核、1GHz處理能力的Blackfin BF60x系列DSP,可同時運行5個前視視覺功能,比如車道偏離報警、自動大燈、交通標識識別、行人檢測、前方碰撞預警。同時,ADI為車載雷達系統(tǒng)提供豐富的信號鏈產(chǎn)品,包括PLL信號調(diào)制器、接收通道的放大器、MUX、以及集成接收芯片。我們的Sharc浮點型DSP,適用于雷達系統(tǒng)的信號處理。這些產(chǎn)品都是ADAS系統(tǒng)應用的理想之選。”

ADI在全球高端的汽車音響的音頻DSP有絕對的領先地位,超過50%的市場份額。ADI的SigmaDSP和Sharc DSP,以及配套的圖形化、模塊化設計工具SigmaStudio,為客戶提供了高性能又便利的設計手段,可以根據(jù)每個車型的車內(nèi)空間以及所配的喇叭做系統(tǒng)匹配,以達到最佳狀態(tài)。同時該套設計工具可以導入第三方的音頻算法,比如Dolby和DTS。

個人監(jiān)護與診斷設備市場開始出現(xiàn)

國內(nèi)消費類醫(yī)療市場潛力巨大,競爭對手越來越多。家用醫(yī)療監(jiān)護設備在技術上的發(fā)展趨勢概括起來就是“更便攜、更安全、更低耗、更智能,以及更高診斷級的性能”。隨著健康意識的普及以及家用醫(yī)療設備技術的不斷革新和制造成本的不斷降低,家用醫(yī)療設備,尤其是以預防監(jiān)測為主的家用醫(yī)療設備將面向所有用戶群,成為人們生活中的必需品。

另外,隨著醫(yī)療基礎的不斷成熟,診斷級的家庭醫(yī)療設備亦將得到快速發(fā)展。除了傳統(tǒng)的個人醫(yī)療電子設備如血壓計、血糖儀之外,其他新的技術和應用,例如針對個人和家庭應用的生命體征信號測量等,也將帶動未來的便攜式醫(yī)療電子設備市場的發(fā)展。

ADI公司亞洲區(qū)行業(yè)市場總監(jiān)周文勝說:“我們預計未來個人監(jiān)護與診斷以及運動狀態(tài)監(jiān)測等設備也會走入家庭和個人應用場合。我們有理由相信這些新興的醫(yī)療電子應用的出現(xiàn),不久的將來會給我們的生活帶來深遠的影響。”

ADI在便攜式醫(yī)療設備市場優(yōu)勢

在便攜式醫(yī)療設備方案上,ADI可以提供非常靈活的選擇。例如,針對便攜式醫(yī)療應用領域應用比較廣泛的個人運動狀態(tài)監(jiān)測(計步器,跌倒檢測等)、心率監(jiān)測以及心電圖(ECG)系統(tǒng),ADI不僅提供性能的芯片級產(chǎn)品,同時還可以提供給用戶實際的演示系統(tǒng)和參考設計。再比如,在便攜式醫(yī)療設備里越來越被廣泛應用的觸摸屏式的操作方式,ADI同樣可以提供性能卓越的芯片解決方案如AD7147、AD7148等。

ADI近期針對各類生命體征監(jiān)護應用推出了一款低功耗、單導聯(lián)、心率監(jiān)護儀模擬前端(AFE)AD8232,專為滿足新興的健身設備、便攜式/佩戴式監(jiān)控設備和遠程健康監(jiān)護設備的ECG信號調(diào)理要求而設計。

周文勝指出:“與競爭解決方案相比,AD8232 AFE的尺寸縮小50%,功耗降低多達20%。與當前很多集成解決方案中采用的拓撲結構不同,AD8232高度靈活的模擬濾波配置采用雙極高通濾波器,結合芯片內(nèi)部的儀表放大器架構和無使用約束運算(增益)放大器,支持用戶采用多極低通濾波技術來消除線路噪聲和其他干擾。”

通過在模擬域的單級中執(zhí)行高增益和高通信號調(diào)理,AD8232能夠在單電源電壓上工作時適應電極DC失調(diào),而不會影響性能或信號質(zhì)量。通過模擬輸出,AD8232可與分立式ADC配對,或與具有嵌入式ADC的微控制器配對,它為系統(tǒng)設計人員提供了靈活性,將健身和醫(yī)療監(jiān)護的價值和性能提升到一個新的水平。
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下面是ADI與Signostics的合作的成功應用案例——手掌式醫(yī)療超聲。

再例如在運動檢測,包括計步器,用于老人的跌倒檢測,以及體育健身時佩戴的卡路里計量等,都會用到運動監(jiān)測產(chǎn)品,ADI最近推出一款業(yè)界功耗最低的MEMS加速度計ADXL362。

ADXL362是一款3軸數(shù)字MEMS加速度計,在運動檢測喚醒模式下功耗僅為300 nA,與最接近的競爭傳感器相比,相同模式下的功耗低60%。在全速測量模式下,數(shù)據(jù)速率為100 Hz時,ADXL362的功耗為2μA,比相同頻率下工作的競爭MEMS加速度計低80%。極低的功耗使ADXL362可用于需要數(shù)月甚至數(shù)年電池壽命的應用,此類應用中更換電池可能不切實際或者對設備或操作人員有危險。

除了固有的低功耗工作特性,ADXL362 MEMS加速度計還有其他能夠提高系統(tǒng)級功效的重要特性。ADXL362可用作智能型、連續(xù)工作、運動激活開關的一部分。當配備喚醒狀態(tài)輸出引腳時,運動傳感器可繞過處理器即時觸發(fā)啟動系統(tǒng)功能的開關,從而進一步降低系統(tǒng)功耗。


憑借在模擬和混合信處理方面的專長,在醫(yī)療電子領域中,ADI除了提供具有差異化及競爭優(yōu)勢的IC產(chǎn)品以外,還可以提供給用戶實際的演示系統(tǒng)和參考設計,以及專業(yè)醫(yī)療市場和系統(tǒng)應用團隊進而提供給客戶系統(tǒng)級的技術支持服務。

同時,ADI將繼續(xù)加大在技術服務方面的投資,繼續(xù)保持和強化在專業(yè)技術服務方面的優(yōu)勢和領先的市場位置。這些優(yōu)勢產(chǎn)品將使得某些醫(yī)療電子設備的開發(fā)難度大大降低,而來自供應商方面的系統(tǒng)級的支持,必將加速用戶的產(chǎn)品開發(fā)周期,縮短面世時間。

新能源市場機會、挑戰(zhàn)和解決方案

在中國工業(yè)市場,尤其是新能源領域,包括能源運輸、分配、儲備方式等,ADI擁有堅實的客戶群體。節(jié)能環(huán)保的新能源是中國十二五規(guī)劃產(chǎn)業(yè)升級的重點。中國風電機組裝機容量近年迅速增長,太陽能光伏發(fā)電成長空間巨大,逆變器供不應求。在利用半導體技術來極大地改善電能傳輸和分配以及開發(fā)新的可再生能源(如風能和太陽能)方面,中國蘊藏著巨大的商機,是ADI十分看好的新興市場。

根據(jù)行業(yè)內(nèi)預測,到2020年,中國的電力需求將翻一番。這一增長意味著對各種新產(chǎn)品的需求也將增長,包括智能電表、電站更新?lián)Q代、太陽能和風力發(fā)電廠與傳輸設備以及超高壓輸電線路。在新能源的建設中,所面臨的關鍵問題有很多,其中提高光伏逆變效率、新能源并網(wǎng)接入、低電壓穿越、大容量能量存儲、特高壓輸電、需求側管理及智能計量技術等應該是業(yè)界比較關注的關鍵點。

在2013年,ADI公司在新能源領域?qū)⒅饕P注在太陽能光伏發(fā)電,針對這一領域的產(chǎn)品策略將主要集中在以下幾個方面:

1.    在太陽能直流電逆變的過程中:需要對逆變器的母線電流進行檢測。同時需要做電氣隔離。ADI 的AD7400,AD7401集成了Sigma-Delta 調(diào)制器和ADI的專利技術iCoupler 隔離器。大大降低系統(tǒng)復雜性。提高了集成度和穩(wěn)定性。同時對于某些利用霍爾器件做隔離的系統(tǒng),ADI 也提供精密ADC 作為母線電流檢測的轉(zhuǎn)換器。

2.    我們可以看到的光伏逆變系統(tǒng)中占成本最大的應該是功率器件和被動元件,提高載頻是一個有效的途徑。ADI即將推出的處理器將把提高效率與降低系統(tǒng)成本作為主要的方向,內(nèi)嵌了高性能的ADC、支持多模塊高密度的PWM輸出、帶諧波引擎等多項新技術。

3.    在太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電的過程中:需要對電能進行計量。計算發(fā)電的有功功率,無功功率,視在功率,諧波,各相電流電壓等信息。ADI 為此專門提供單芯片計量轉(zhuǎn)換芯片ADE7858,ADE7878,ADE7953以簡化系統(tǒng)軟硬件設計。

4.    在太陽能光伏發(fā)電的電能質(zhì)量分析上: 由于要計算分相電流/電壓以及其多次諧波及故障紀錄。ADI 提供AD7606/7/8 等同時采樣ADC 給客戶。簡化客戶設計。支持單5V電源供電下+/-15V的信號輸入以及同時采樣。同時,該器件還支持多片級連(菊花鏈)模式。支持多通道處理,一邊減少對處理器IO口的占用。同時由于AD7606輸入阻抗極大(1Mohm),可以簡化或省略ADC前端的信號調(diào)理電路。

5.    光伏逆變系統(tǒng)對于隔離產(chǎn)品及其壽命有著更高的要求,新型的功率器件不斷出現(xiàn),特別是一些更高開關頻率的功率器件的都要求可靠性更高、壽命更長的隔離及驅(qū)動芯片。ADI的專利技術iCoupler 隔離器派生出了許多新的門驅(qū)動產(chǎn)品,可針對于MOSFET、IGBT及新型的功率器件,例如ADuM3223,ADuM4223,它們將成為未來的主流產(chǎn)品。

ADI目前面臨挑戰(zhàn)和發(fā)展策略

不斷變化的市場需求及未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢要求ADI與市場和客戶更接近,對系統(tǒng)和技術的理解更深入,建立快速準確的服務和反應能力。ADI在過去的幾年時間里重新定義了自己的5大戰(zhàn)略市場,并且一直在加強市場和系統(tǒng)專家的團隊,以適應市場的需求和未來的趨勢。

周文勝表示:“在我看來,中國的制造業(yè)在變,這不僅僅指規(guī)模的擴大,而是相當多的企業(yè)已經(jīng)成為新興市場的領跑者,產(chǎn)品設計越來越多元化和本地化。比如,很多中國公司會到德國去幫助當?shù)仄髽I(yè)開發(fā)太陽能產(chǎn)品,開始不斷出現(xiàn)“德國制造”和“中國設計”的標識。誰能想到這樣的情況?這非常令人興奮,我認為中國未來還會有更多的可能性。”

但這也給ADI帶來了挑戰(zhàn),因為這意味著ADI要為制造廠商提供更多的產(chǎn)品、更多的設計和技術支持、更多的行業(yè)解決方案。ADI重新定義了自己的5大戰(zhàn)略市場(工業(yè)與儀表、電信基礎設施、汽車、醫(yī)療、消費)和6大核心技術(轉(zhuǎn)換器、放大器、射頻器件、電源管理、MEMS、處理器與DSP)正反映了這一趨勢。而ADI在中國地區(qū)不斷增加的資源以及本地化的產(chǎn)品和方案將不斷優(yōu)化在中國的服務,也為ADI在中國的業(yè)務增長提供有效的保障。

ADI擁有一萬多種產(chǎn)品和超過六萬個客戶群,這令ADI有資格憑借在研發(fā)方面的投入去推崇自己為創(chuàng)新型的公司。在過去的25年里,ADI每年在研發(fā)上投入不少于銷售額的20%,ADI深知需要保持創(chuàng)新競爭力來確保成功。ADI的產(chǎn)品很具多樣性,也有市場主導型產(chǎn)品,比如轉(zhuǎn)換器和放大器產(chǎn)品。

“如何在優(yōu)勢領域保持持續(xù)增長?最佳答案便是我們不僅僅關注于增長,更在意怎樣超越競爭對手,因為增長是沒有界限的。”周文勝強調(diào)指出,“其次,我們需要不斷地問自己能為客戶提供怎樣的價值?ADI從來沒因為轉(zhuǎn)換器技術而將成本降低,但客戶總能聽到我們是如何為其產(chǎn)品增加更多功能和潛力,以及讓他們在各自領域脫穎而出,增加溢價的能力。挑戰(zhàn)還不僅僅只來自價格,客戶更需要我們的產(chǎn)品在穩(wěn)定性、持續(xù)性方面具備競爭優(yōu)勢。很多客戶自己的十年規(guī)劃甚至就是基于ADI產(chǎn)品的規(guī)劃來做的,我們感到了責任和壓力的巨大。”

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