恩智浦PurpleBox分布式雷達架構(gòu)推動智駕核心技術(shù)

隨著汽車行業(yè)向高度自動駕駛演進， ADAS成為提升道路安全和駕駛體驗的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，全球每年約有130萬人死于交通事故，其中半數(shù)以上涉及行人、騎行者等弱勢道路使用者。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，ADAS技術(shù)通過雷達、攝像頭等多傳感器融合，實現(xiàn)車輛的環(huán)境感知、決策與控制。恩智浦作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，提出了創(chuàng)新的PurpleBox ADAS架構(gòu)和雷達處理方案，為未來智能汽車提供了高效、安全的技術(shù)路徑。

ADAS架構(gòu)的演進與挑戰(zhàn)

ADAS功能的擴展直接推動了車載傳感器數(shù)量的激增。2018年至2027年，單車雷達傳感器的平均數(shù)量預(yù)計從0.5個增至3.5個，涵蓋前向、后向、角雷達等多個方位。例如，前向雷達用于自動緊急制動（AEB）和自適應(yīng)巡航控制（ACC），后角雷達支持盲點監(jiān)測（BSD），而新增的前角雷達則用于交叉路口預(yù)警（FCTA），以保護行人安全。

傳統(tǒng)ADAS架構(gòu)采用分布式設(shè)計，每個雷達傳感器獨立處理數(shù)據(jù)并輸出點云或目標列表。這種模式導(dǎo)致ECU數(shù)量增加，線束長度超過5公里，重量達60公斤，不僅成本高昂，還限制了數(shù)據(jù)融合的效率。此外，隨著攝像頭、激光雷達等傳感器的加入，集中式處理需求愈發(fā)迫切。

為解決線束復(fù)雜性和ECU冗余問題，車企轉(zhuǎn)向區(qū)域化架構(gòu)，將車輛劃分為前、后、角等多個區(qū)域，通過區(qū)域ECU整合傳感器數(shù)據(jù)并與中央計算機通信。這種架構(gòu)支持軟件定義車輛（SDV）和OTA升級，同時降低線束成本和重量。

雷達處理的技術(shù)挑戰(zhàn)

現(xiàn)代雷達傳感器（如4接收天線）產(chǎn)生高達2Gb/s的原始數(shù)據(jù)。經(jīng)過FFT壓縮后，數(shù)據(jù)量仍需1Gb/s以太網(wǎng)傳輸。若直接由中央計算機處理，不僅占用昂貴的CPU資源，還可能因多任務(wù)處理引入延遲，影響ADAS的實時性要求。

多雷達共存導(dǎo)致信號干擾問題愈發(fā)突出。相鄰車輛的雷達信號可能導(dǎo)致檢測失真，甚至引發(fā)誤判。傳統(tǒng)分布式架構(gòu)難以全局協(xié)調(diào)頻率和時隙，而集中式處理則可通過中央干擾管理算法動態(tài)調(diào)整參數(shù)，確保信號質(zhì)量。

雷達傳感器通常安裝在保險杠后方，空間和散熱條件有限。將信號處理移至外部ECU可減少傳感器功耗，允許采用塑料外殼替代金屬部件，實現(xiàn)輕量化和小型化設(shè)計。

雷達橋接器的核心作用

恩智浦提出的雷達橋接器是一種專用處理器，可集成到區(qū)域ECU或中央計算機中。

其核心功能包括：

• 原始數(shù)據(jù)融合：接收多雷達原始數(shù)據(jù)，生成高分辨率點云；

• 低延遲處理：通過專用硬件實現(xiàn)“單核任務(wù)”，確保實時性；

• 干擾補償：利用機器學(xué)習(xí)算法修復(fù)受干擾信號；

• 真實速度測量：結(jié)合多雷達數(shù)據(jù)計算目標的垂直速度分量。

雷達橋接器可執(zhí)行聚類和跟蹤算法，生成的目標列表不僅用于ADAS決策，還可作為中央計算機的冗余驗證，提升系統(tǒng)安全性。此外，通過坐標轉(zhuǎn)換，支持更精確的路徑規(guī)劃。

PurpleBox是恩智浦推出的分布式雷達架構(gòu)參考平臺，支持連接最多5個雷達傳感器，并通過PCIe接口擴展存儲或AI加速模塊，如Hailo 26 TOPS加速器。其核心優(yōu)勢包括：

• 多傳感器融合：處理多雷達原始數(shù)據(jù)，生成高密度點云；

• 靈活擴展性：兼容不同雷達型號，支持軟件定義功能；

• 開發(fā)友好性：提供PC端可視化工具，簡化算法驗證。

Pluto作為恩智浦的參考雷達設(shè)計，集成SAF8xxx單芯片SoC，實現(xiàn)雷達收發(fā)器、多核處理器和車載以太網(wǎng)通信的高度集成。該傳感器支持原始數(shù)據(jù)輸出，與PurpleBox協(xié)同優(yōu)化，為客戶提供完整的端到端解決方案。

產(chǎn)品組合協(xié)同作用

恩智浦通過SAF8xxx SoC與S32處理器、車載網(wǎng)絡(luò)芯片的組合，構(gòu)建了從傳感器到中央計算的完整技術(shù)棧。此外，與Hailo等AI公司的合作，進一步增強了雷達橋接器的機器學(xué)習(xí)能力，支持復(fù)雜干擾場景下的信號修復(fù)。

隨著區(qū)域化架構(gòu)和雷達橋接器的普及，ADAS系統(tǒng)將向更高集成度和智能化演進。恩智浦的技術(shù)方案不僅降低了系統(tǒng)成本，還通過以下創(chuàng)新推動行業(yè)發(fā)展：

1. 超高分辨率點云：通過雙雷達協(xié)同（Bistatic模式）實現(xiàn)虛擬大孔徑，提升角分辨率；

2. 軟件定義雷達：支持OTA升級，實現(xiàn)功能迭代和個性化配置；

3. 跨域協(xié)同：區(qū)域ECU整合多傳感器數(shù)據(jù)，支持更復(fù)雜的決策邏輯。

點擊資料下載：

恩智浦SAF85xx RFCMOS 汽車雷達 SoC.pdf

恩智浦S32R45雷達處理器.pdf

恩智浦PurpleBox 分布式架構(gòu)的參考設(shè)計.pdf