【哔哥哔特导读】火热的汽车电子、机器人和能源基础设施领域，TI最近又提供了哪些创新的解决方案？一睹为快！
近期，德州仪器(TI)以“芯启未来：共赴安全、智能、可持续之旅”为主题，隆重亮相2024慕尼黑上海电子展，围绕汽车电子、机器人和能源基础设施三大领域展示了一系列的创新技术和设计理念。
汽车市场发展展望：安全、智能化与可持续性
在汽车市场不断发展的过程中，如何实现汽车的安全、智能化和可持续性成为了业界关注的核心。其中，新能源汽车的电动化发展以及电子系统架构的迭代和创新等关键技术就为汽车行业带来了革命性的变化。
除了电动化，提高汽车的安全性和自主性同样是关键。通常而言，自主性是指汽车在自动驾驶或辅助驾驶过程中能够更智能、更安全地控制和执行操作，包括在不同场景下的最小操作化自动驾驶。而安全性则涵盖了功能安全和信息安全两个维度，前者确保车辆在自主运行时不会对乘客或周围人员及物体造成伤害，后者则保证了车辆数据的安全性，防止潜在的网络攻击。
在汽车行业，软件定义车辆的概念逐渐兴起，它与新一代的汽车电子电气架构紧密相关。德州仪器中国区技术支持总监师英先生提到，为了实现软件定义车辆的目标，许多前瞻性的客户正通过创新和协作推进这一进程。
目前的电子电气架构趋势是将汽车智能系统划分为座舱、辅助/自动驾驶和车辆控制(包括动力与底盘)三大领域。基于这三大域控制器的设计，一个中央网关实现了实时数据交互，而许多主机厂正在将分散的车身控制单元整合到三到四个区域控制器中。这一转变不仅提高了汽车的智能化和线控能力，还增强了安全性与能效管理，为软件定义车辆提供了硬件基础。
作为一家全球性的半导体公司，德州仪器在汽车电子电气架构领域提供了广泛的产品和解决方案。该公司拥有超过八万种产品，服务于全球十万多家客户，其中包含七千多种汽车级产品。
据了解，德州仪器的处理器、微控制器和电机控制器在汽车的主力控制器和区域控制器中扮演着关键角色，提供高性能计算能力，确保车辆电子系统、底盘和电池系统的安全和效率。德州仪器的技术和解决方案致力于使电动汽车更加安全、经济实用，满足市场对高效、可持续汽车技术的需求。
在智能车辆信息娱乐处理单元方面，德州仪器的多核异构处理器在高级驾驶辅助系统领域发挥着重要作用，处理来自毫米波雷达、摄像头和激光雷达等传感器的数据，帮助实现数据采集、融合运算、决策控制、驱动等整个链路的管理。
此外，德州仪器还在车辆高速互联领域提供实时、安全的数据传输解决方案，并在电源管理和ADAS领域提供高集成度的解决方案，符合ISO 26262功能安全标准。
对于新能源汽车而言，电池管理系统是核心组成部分之一，它负责监控每节电芯的电压和电流，实时跟踪电池的健康、容量和充放电状态，确保电池的性能和安全。德州仪器的BMS解决方案提供实时电池状态监控，保障电池健康与安全，并结合车载充电器和双向直流转换器，满足新能源汽车在续航、安全和快速充电方面的电气系统需求。
机器人技术发展趋势与创新
随着机器人技术的不断进步，精准的电机控制、智能化的“大脑”、先进的传感器技术以及可靠的通信安全成为机器人设计的关键要素。
图：节卡(JAKA)的智能冰淇淋机
其中，电机控制是机器人动作准确性和流畅性的基础。无论是在工业应用中还是在协作或人形机器人中，每个关节的马达都需要精确控制，以确保机器人能够执行复杂任务。
为了实现智能化，机器人的“大脑”必须具备人工智能能力，能够在边缘完成实时运算，从而控制机械臂的精确动作。这种能力对于工业机器人尤为重要。
传感器技术对于机器人的环境感知至关重要，需要具备精确、灵敏且高能效的特点，以便实现对自身行为和周边状况的实时监控。同时，通信安全和数据完整性是机器人设计中不可或缺的部分，特别是在数据传输过程中，确保数据的安全性和完整性至关重要。
在本次展出中，德州仪器带来了一系列创新技术和设计理念，推动机器人技术向着更智能、更高效的方向发展。例如：氮化镓功率半导体提供了高效的参考设计，利用高开关频率减小磁性元件体积，提高了功率控制模块的功率密度。德州仪器的电机驱动系统采用第三代半导体技术，实现体积小、效率高、输出功率大的优势;同时集成了门极驱动器和保护电路，如过流、过压监测等功能，确保系统的稳定运行。其TIDA-010936参考设计基于氮化镓的48V、850W三相逆变器，展示了在高功率密度设计方面的技术实力。
图：适用于机器人和伺服驱动器的三相 GaN 逆变器
在机器人设计的趋势和方向上，自学习能力和安全性是两大核心要素。AI运算在边缘完成，使机器人能够进行实时的自我学习和自主决策，确保操作的精准和运行的安全。
AM62A边缘运算处理器是一款异构处理器，配备了2TOPS深度学习加速器、多达四个Arm Cortex A53处理器以及其他用于视频和视觉处理的加速器。该处理器为机器人设计提供了强大的计算平台，并在缺陷检测等应用中发挥了重要作用。
通过集成的摄像头和AI算法，该处理器可以实现对生产线产品的实时缺陷检测，输出产能、缺陷统计等关键数据。AM62A的高算力和丰富的外设接口使其能够直接处理摄像头信号，完成视频编解码等任务。其独立的MCU域和功能安全特性，也使其适用于汽车、监控等领域的高安全要求应用。
能源基础设施领域的全链路解决方案
在能源基础设施领域，德州仪器致力于提供从能源采集到用电的全链路解决方案，涵盖高压功率转换、电流电压传感、边缘处理、深度学习AI运算，以及电池管理系统等多个方面。
师英提到，在能源采集与转换方面，目前客户面临的挑战是如何实现安全高效的能源采集与转换，无论是风能还是太阳能。德州仪器通过提供先进的解决方案，帮助客户解决这些问题，确保能源的高效转换与利用。此外，德州仪器还通过精准监测和管理用电侧，帮助客户优化能源使用，识别用电峰谷，实现能源的合理分配。这有助于提高整体能源系统的效率，减少浪费。
由于新能源的采集受到气候、季节和天气等因素的影响，储能系统成为解决新能源波动性的关键。德州仪器的解决方案覆盖了户储、工商储以及电场级别的存储，能够在能源生产过剩时有效存储，并在需求高峰时释放能量。
德州仪器还关注电动汽车的高效充电技术，包括V2G(Vehicle-to-Grid，车辆到电网)和V2H(Vehicle-to-Home，车辆到家庭)技术，实现车辆与电网或家庭之间的能源互动。
在能源基础设施领域，德州仪器的技术发展方向集中在提高功率密度和能量转换效率。德州仪器利用第三代功率半导体技术，如氮化镓产品，提升系统性能。在储能领域，德州仪器的BMS系统提供高达1500V的解决方案，满足不同规模储能系统的需求。
图：适用于1500V高压电池储能(BESS)的可堆叠电池管理系统方案
在电力传输和分配过程中，德州仪器提供快速、准确、可靠的电流电压检测方案，确保能源的有效管理和使用。此外，德州仪器的OBC(On-Board Charger，车载充电器)系统和充电桩解决方案也在推动电动汽车充电技术的发展。
图：正浩创新EcoFlow 800W车载超充
结论
通过模拟和嵌入式技术的不断创新，德州仪器致力于帮助客户实现更智能、更安全、更可持续的产品和解决方案。无论是从能源的源头采集到最终用户的使用，德州仪器都力求在整个能源链路上提供最优质的解决方案，以应对能源行业的挑战。不仅如此，当前火热的汽车电子和机器人领域，德州仪器推出的前沿设计理念和创新方案不断得到市场的肯定和认可。
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