基于加特蘭CAL77S244-AB 的短距雷達方案

大聯(lián)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(yīng)用在車身短距雷達系統(tǒng)，最大探測距離可達 80 米。開發(fā)板搭載的主要器件有 CALTERAH 的 SOC CAL77S244-AB，杰華特的車規(guī)級 BUCK、LDO 電源芯片，NXP 的 CAN 芯片，華邦的車規(guī)級 NOR Flash 等。可以應(yīng)用于前碰撞預(yù)警(FCW)、后向盲點監(jiān)測(BSD)、開門預(yù)警(DOW)、艙內(nèi)監(jiān)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(shè)計說明: 

 1. 主控

采用的是加特蘭 CAL77S244-AB，是一種內(nèi)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(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達傳感器，單片機的內(nèi)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(nèi)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(shè)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(xù)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(xù)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(zhuǎn) 5V SCH

 


圖五 5V 轉(zhuǎn) 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(shè)計說明: 

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

• 底層：包括 ARC、芯片、設(shè)備、電路板、外設(shè)、基帶和無線電部分。

• 系統(tǒng)服務(wù)層：包括操作系統(tǒng)內(nèi)核、控制臺、命令行接口（CLI）、CAN-CLI 和基帶任務(wù)。主要管理數(shù)據(jù)傳輸、通信協(xié)議和數(shù)據(jù)處理。SSL 中的 OS 內(nèi)核模塊為其他系統(tǒng)服務(wù)、模塊和應(yīng)用程序?qū)犹峁┝艘恍┗窘M件，如 MUTEX、信號量和隊列。

• 應(yīng)用層：用戶可以根據(jù)不同的場景選擇特定的雷達應(yīng)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。