基于加特蘭CAL77S244-AB 的短距雷達方案

大聯大世平集團針對于車用 77Ghz 毫米波雷達，推出了基于加特蘭 CAL77S244-AB 的短距雷達方案。本方案應用在車身短距雷達系統，最大探測距離可達 80 米。開發板搭載的主要器件有 CALTERAH 的 SOC CAL77S244-AB，杰華特的車規級 BUCK、LDO 電源芯片，NXP 的 CAN 芯片，華邦的車規級 NOR Flash 等。可以應用于前碰撞預警(FCW)、后向盲點監測(BSD)、開門預警(DOW)、艙內監測等功能，符合 ASIL B 功能安全等級。

圖一 PCBA-TOP

圖二 PCBA-BOTTOM

硬件設計說明: 

 1. 主控

采用的是加特蘭 CAL77S244-AB，是一種內置天線（AiP）雷達傳感器芯片，封裝中嵌入了 4TX 和 4RX 天線陣列。它集成了一個單片機調頻連續波（FMCW）雷達傳感器，單片機的內核為 ARC_EM6 Core，主頻為 300 MHZ，576KB SRAMB，2*UART、、2*SPI_Master、1*SPI_Slsve、1*QSPI_Master、2*CAN、1*Timer、2*PWM。

CAL77S244-AB 框圖如下圖所示：

圖三 SOC 內部框架

 2. Nor FLASH

選用的是 Winbond W25Q128JV 作為主控的外置存儲空間，其特點如下：

• 電壓輸入 Vin：2.7~3.6V

• 支持標準 SPI、DSPI、QSPI 讀寫

• 最大支持 133 Mhz 的 SPI 時鐘，每秒 66MB 的讀寫速度

• -40℃ ~ 125℃ 的溫度范圍

 3. 電源設計

電源供電部分，采用了分立器件對主控進行供電，使用到的芯片有杰華特的 JWQ5103(BUCK)、JWQ5217(BUCK)、JWQ7821(LDO)。

        JWQ5103 的特性如下：

• 電壓輸入 Vin：4~36V

• 同步整流降壓，最大 3A 連續輸出電流

• 具有過流、過欠壓、過溫保護。

• AEC-Q100 1級認證

JWQ5217 的特性如下：

• 電壓輸入 Vin：2.5~5.5V

• 同步整流降壓，最大 2A 連續輸出電流

• 支持 0.5V~ Vin 的輸出電壓，占空比可達 100%

• 具有過流、過欠壓、過溫保護

• AEC-Q100 1級認證

JWQ7821 的特性如下：

• 電壓輸入 Vin：0.8~5.5V

• 電壓輸出 Vout：0.8~5V

• 最大1A 輸出電流，壓差為 170 mV

• 具有過流、過溫保護。

• AEC-Q100 1級認證

方案原理圖：

圖四 8~18V 轉 5V SCH

 


圖五 5V 轉 3V3、1V5、1V15 SCH

圖六 主控電源輸入 SCH

圖七 JTAG & 主控 IO SCH

PCB Layout：

軟件設計說明: 

軟件方面是加特蘭的官方 DEMO ，采用 Freertos 操作系統，將 SDK 分為底層硬件（HAL）、系統服務層（SSL）、應用層（Application）。

• 底層：包括 ARC、芯片、設備、電路板、外設、基帶和無線電部分。

• 系統服務層：包括操作系統內核、控制臺、命令行接口（CLI）、CAN-CLI 和基帶任務。主要管理數據傳輸、通信協議和數據處理。SSL 中的 OS 內核模塊為其他系統服務、模塊和應用程序層提供了一些基本組件，如 MUTEX、信號量和隊列。

• 應用層：用戶可以根據不同的場景選擇特定的雷達應用程序以及添加一些用戶自定的功能代碼，SDK 中提供了一個卡爾曼濾波演示源代碼，以輸出一些基本信息，包括范圍、速度、角度、功率等。