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恩智浦:围绕“赋能预知变化、自动化的世界“开发技术和产品

—— 恩智浦半导体执行副总裁兼首席技术官Lars Reger展望未来方向,解析CES上的众多展示动画
作者:王莹 《电子产品世界》时间:2021-02-02来源:电子产品世界永利彩票开户登入

近日,恩智浦在2021消费电子展()上开设了虚拟展厅,上线了40个虚拟展示动画,涉及汽车、工业物联网、移动设备和通信基础设施这四个主要市场领域。期间,恩智浦半导体执行副总裁兼首席技术官在线接受了电子产品世界等中国媒体的采访,畅谈对未来趋势的展望。

本文引用地址:http://ylcpkhdr.86xtd.com/article/202102/422602.htm

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恩智浦半导体执行副总裁兼首席技术官Lars Reger

1   下一个10年,世界将是“赋能预知变化、自动化的世界”

2001年开始的10年,半导体市场大规模增长的主要驱动力是笔记本电脑、台式电脑和家庭影音娱乐系统等。2010年开始的10年,主要是通过手机、数据存储和云计算来驱动的。从现在开始的下一个10年,主要是由智能的数字辅助系统,即物联网来驱动,恩智浦称之为“赋能预知变化、自动化的世界”(如下图)。

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图 半导体市场——大规模应用拉动增长

新的10年带来了很多新变化,例如,现在人们已能通过手机来购物和点餐;未来的世界能够预知我们的需求。

正在开启的新的10年是非常令人振奋的。许多分析师预测,在未来5年,全球会有500亿个智能连接设备和数百万个云中心;在未来10年,5000万~1亿个新的智能连接设备会进入到我们的生活中。

2   智能互联设备的基本理念

尽管智能连接设备数量众多,但是制造原理是相同的。首先,都需要通过感知环境,像智能设备一样思考;连接云获取更多信息;再将从云上获得的建议传导到智能设备。

此外,智能连接设备能够运转的前提是必须建立在一个可信任的基础上。例如不能允许冰箱突然在周末自作主张地预定500升牛奶或者自动关闭恒温器——若依旧如此,只能手动控制家居。所以,智能连接设备必须做到功能安全(Safe);并且能够防止入侵,即做到信息安全(Secure)。

3   恩智浦近期发布的新品

为此,恩智浦在感知、思考、连接和行动方面都在持续推出新的产品。比如,在近日举办的上,恩智浦发布了新产品,主要集中在汽车、智能家居及安全服务方面。

1)汽车

恩智浦推出全套的雷达传感器解决方案,可以对汽车进行360°的安全环绕式探测(如下图)。它是基于CMOS的系统,以及恩智浦的微控制器和收发器等,不仅能提供高分辨率的图像,并且能确保在车辆的所有位置都能覆盖雷达,从而实现360°的安全环绕式探测。这对于在城市环境中的行车和自动泊车是至关重要的。

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图 恩智浦全套雷达传感器方案的应用示意图

此外,恩智浦还提供不仅能用于自动驾驶,还能支持域架构的安全汽车高性能计算平台,即BlueBox(如下图)。恩智浦推出BlueBox平台已经有几年的时间,新进推出的最新一代是功能强大的BlueBox 3.0。BlueBox是一个参考平台,虽然只有雪茄盒子一般大小,却能够提供功能安全的S32G微控制器,以及高性能Layerscape处理器LX2160A的微处理核,一共有8个接口可添加AI加速功能,如恩智浦正在基于合作伙伴Kalray的产品进行加速扩展。

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图 BlueBox应用的示意图

2)智能家居

恩智浦推出了下一代面向接入设备的全新Wi-Fi 6E三频段片上系统,使用6GHz频段,能够同时处理居家场景中的数百个终端设备,并且支持4Gbps带宽。

此外,THE BOX智能包装能够进行标签和跟踪操作(如下图),例如快递公司可以通过这样的方式定位包裹。这对于冷链而言也特别重要,比如运输疫苗,需要确保其在整个运输的过程中都是在冷却的状态下进行;并且采用可重复使用的包装,在未来的物流场景中将得到非常广泛的使用。

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3)安全服务

针对安全服务,即恩智浦的EdgeLock 2GO的云平台,可以把所有的安全设备接入到云端。恩智浦最新的一项针对交通运输系统方面的服务在墨尔本,可以在移动端添加一个票务系统,运输公司可通过解决方案来实现无缝、便利的购买乘车票、卡等服务,不需要进行纸质车票的购买。

4   在虚拟展厅的应用展示

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图 恩智浦在CES2021上的虚拟展厅

1)汽车

恩智浦上线了多个展示动画。例如在电气化领域,展示了电池管理、连接的电动汽车系统;在安全接入、安全门禁系统方面,展示了UWB及汽车门禁;在ADAS和自动驾驶方面,则展示了BlueBox以及雷达的解决方案。例如在雷达方面,展示了包括能实现360°的安全环绕式探测,拥有高分辨率、可扩展的平台、以及一个软件的工具套包等信息在内的特点。

●   成像雷达部分展示了其是如何构建的,以及其特点是可以区分不同的车辆、描绘车辆的形态,甚至能够预知300米以外的物体。

●   BlueBox安全汽车高性能计算解决方案。对此所列举的例子是汽车在高速公路上的行驶状况,同时也包括架构和组成部分的介绍,例如用于功能安全的网关S32G处理器、以太网的连接、Layerscape LX2处理器以及扩展的PCIe。具体到LX2处理器,可以看到它拥有16个ARM Cortex-A72内核,在连接方面也具备强大的数据写入和读取能力。

2) 工业和物联网

恩智浦在工业和物联网领域中的布局是非常广泛的。以工业自动化为例,除工厂自动化外,还有如何操作电机等。在工业4.0中,机器之间可以通过无触摸、无接触的方式进行互动,数据通过在不同网络下的传输实现自动化。例如,当人们接近一个机器或设备时,机器可以通过两种方式对人进行识别,①利用手机里的UWB应用,②人脸识别。采用恩智浦i.MX 8M Plus提供的解决方案,可以识别操作者是否佩戴护目镜或者头盔,只有在佩戴充分的防护措施下,机器才会允许操作者开始操作,否则机器会一直显示紧急状况,以避免相关的操作人员受伤。整个制造工厂都由时间敏感网络(TSN)解决方案进行连接,它支持实时的数据交换,可以形成一整套的数字镜像,同时用计算机进行优化,从而对制造进行规划。

5   成像雷达:以超高分辨率在汽车和工业上具有潜力

恩智浦特别展示了成像雷达。因为相比2D雷达,成像雷达使汽车的视觉更加先进了。

2D雷达能够测知物体的运动速度,但看到的仅是一个很大的钢块或者铁块。以汽车行驶在隧道中为例,成像雷达可以测量整个隧道的长度和宽度,并且能感知物体的几何形状。当隧道中出现一些其它的交通参与者时,例如卡车、摩托车和汽车,成像雷达可以提供高分辨率图像,帮助汽车获得更加丰富的数据。

恩智浦的成像雷达主要应用于精度要求较高的前向雷达,同时也可为汽车角雷达和侧向雷达提供成本更低、效率更高的解决方案。另外,恩智浦还希望可以替代激光雷达的处理器——这个想法已有6年了,而成像雷达的问世带来了这样的机会。实际上,整个行业也一直在期盼这样一个拥有超高分辨率的产品。不仅是在汽车领域,成像雷达在工业方面也有很多的应用。

目前,恩智浦正在和一线供应商进行合作。(整车厂)预计在今年下半年会试验车辆,并在2022年推向市场。这是非常好的时间点,因为在过去两年的时间里,自动驾驶汽车市场正在慢慢降温,人们对于全自动驾驶的关注度并不高,几乎没有厂商在研究L5的全自动驾驶,大部分是在研究L3的量产,预计在接下来3~5年的时间里都是相同的情况,另外成像雷达相较于激光雷达是有优势的。

6 “软件定义的汽车”对和芯片厂商的变革

对于整车厂商,最大的成本并不是来自芯片而是软件开发。例如,当车上配备紧急制动装置时,之前NCAP(新车碰撞测试)已能够满足这样的要求;接下来,厂商只需完善自动制动的评估,或者通过全自动的方式来启动紧急制动——都不需要进行软件开发。一旦汽车上市之后,会有一次验证——接下来就可以不需要再进行软件开发了。这对制造厂商来说可以节约许多成本。 

不过,随着软件定义汽车的发展,对于汽车供应链以及汽车硬件供应商也带来了变革。10年前,恩智浦就在开发软件定义的无线电技术,例如RFCMOS、AM、FM、电视的接收等,并用一个芯片实现可编程,进而通过软件实现车与车之间的交互。虽然中国、日本、德国和加拿大均有各自的标准,但用一个可以编程的无线电再加上各个国别的具体标准就可以实现了。现在恩智浦又进入了软件定义雷达的领域。还要考虑加速的功能,这要求计算效率必须提高并且功能强大,同时对信号和分辨率做出优化。

在技术层面,恩智浦是从1GHz的软件定义的无线电提高到6GHz的软件定义的车与车间的交互;与此同时,软件定义的UWB达到9GHz的水平,软件定义的雷达达到18GHz的水平。所以恩智浦在软件定义的收发方面优势很大,这也是恩智浦在市场中的一个价值定位——可以非常高效地实现硬件和软件之间的交互。

7   安全的应用案例

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●   手机。手机在智能互联世界中举足轻重,且功能越来越强大,因此必须对安全进行优化。例如手机结合UWB实现汽车门禁的功能正不断实现,以及已经变成现实的移动支付功能等。基于此,恩智浦可为客户提供更多新用例。Lars举例表示:“例如你乘飞机来看我时,我可以告诉你我的车停在机场并把车钥匙通过手机发送给你,类似还有很多银行的交易也可以用此方式。”

●   生物特征的芯片。恩智浦提供在护照里使用的具有生物特征的芯片,并在市场上居于领先地位。Lars进一步举例说明:“例如我有一个护照,可以告知海关护照里有一个签证,其中包含着生物特征的信息证明我是本人。还可以把同样的芯片装到冰箱里,冰箱现在也可以证明是我的冰箱,我可以让冰箱订购5升牛奶,而在这个过程中不会被黑客入侵,例如不会出现把数据篡改成要订500升牛奶的情况。实际上,可以让越来越多的智能互联设备有自己的‘护照’,在实现新功能的同时确保安全性。”

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8   小结

在未来的智能互联的系统中,人们可以拥有一个能够预知变化并且实现自动化的世界。人们会越来越多地把责任让位于电子设备,由它们来完成相关的任务,例如订购牛奶、家中温度调节或驾驶汽车等。

在这个过程中,需要感知、思考、连接和行动,如果没有信任就无法实现前述目标,所以还必须要特别注重相关解决方案的“安全”。



关键词: OEM CES

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