首页 > 航天与高可用性 > 传感器 > mmWave系列培训 > 2.2 TI工业mmWave传感器器件概述

传感器

最新课程

热门课程

2.2 TI工业mmWave传感器器件概述

您好,欢迎观看 TI 的 IWR14 和 IWR16 系列 基于 CMOS 的 单芯片毫米波雷达 传感器的器件概述。 在此视频中,我们 将首先扼要介绍 TI 的毫米波传感器, 了解一下信号处理链 与这些 器件的关系, 并介绍几种可以在其中 部署这些器件的系统 拓扑。 然后,我们将详细 介绍这些器件, 其中会涉及主要 功能块。 最后,我们将了解一下 启动模式并快速概览一下 可使用 TI 的 毫米波传感器 进行开发的 软件开发平台。 让我们首先简要 概述一下这些器件。 IWR 1443 和 1642 属于 TI 的 IWR1x 系列 单芯片工业毫米波 雷达传感器, 它们基于 FMCW 雷达技术。 这两种器件能够 在 76 至 81GHz 频段内运行,具有高达 4GHz 的连续线性调频脉冲 带宽。 它们均采用 TI 的低功耗 45 纳米 CMOS 技术构建的, 并可在极小的 封装中实现 前所未有的集成度。 这些毫米波 雷达传感器 为楼宇自动化、 工厂自动化、 无人机、材料处理、 交通监控和监视等 工业应用中的 低功耗、自监控、 超精确雷达系统提供了 一种理想解决方案。 这两种器件均可通过 集成模拟和数字 组件来实现单芯片 雷达解决方案, 组件包括多个 发射和接收链、 PLL、模数转换器、 ARM Cortex R4F、MCU、 C67x DSP 或 FFT 加速器、 存储器和各种 输入输出接口。 这些器件还将 射频的连续自监控 和校准特性 以及模拟功能 集成到了单独的、 基于 ARM R4F 的 无线电处理器子系统中, 负责进行前端的配置、控制 和校准。 此部分介绍了 这些器件的主要特性。 这些传感器基于 FMCW 雷达技术, 能够在 76 至 81GHz 的 频率范围内运行, 并且支持 高达 4GHz 的 线性调频脉冲带宽。 为 MIMO 雷达的 运行提供了 多达三个发射链 和四个接收链。 TI 的毫米波 传感器支持 高度可编程且灵活的 线性调频脉冲曲线, 以便在同一个雷达帧中 支持多个感应 曲线。 1443 具有用于 FFT 运算的 板载硬件加速器 和基于连续虚警率 或 CFAR 的 检测算法。 而 1642 为 FMCW 信号处理 提供功能全面的 C76X 高性能 DSP 内核 以及群集、跟踪 和物体分类等 高级算法。 有两个 ARM Cortex R4F MCU 以 200MHz 的频率运行。 其中一个已锁定, 供校准和监控 引擎,即无线电 子系统使用。 该 R4F 通过 TI 提供的固件进行编程, 不适用于 用户代码。 但第二个 Cortex R4F 可用于进行高级 应用处理。 这些器件支持 各种工业标准 输入输出接口,例如 扫描、SPI、I2C、UART, 并且支持使用 CSI2 和 LVDS 进行高速原始 ADC 数据输出。 本幻灯片显示了典型 FMCW 无线电链的组件, 并将它们映射到了 14 和 16xx 器件的 信号处理功能。 接收器链始于 接收反射雷达 信号的 射频前端, 该反射雷达信号 与发射器信号混合, 生成拍频 信号并 传输到 ADC。 ADC 将模拟信号 转换为数字样本, 并对样本 进行预处理 以便进行数字处理。 对数字化样本进行 连续 FFT 运算 以进行距离、速度 和到达角计算。 可以使用 14xx 器件上的 板载雷达硬件加速器 来卸载 FFT 和检测处理, 从而获得 点云输出。 可以使用 16xx 器件, 利用板载的 C674X DSP 来运行高级群集、 跟踪和物体 分类算法。 这里显示了 毫米波传感器的 一些示例 应用和 相对应的系统拓扑。 首先是液箱液位感应。 典型的工业 液位传感器 在 4 至 20 毫安的 双线电流回路上运行, 其中传感器每秒 唤醒数次 以进行 液位测量, 然后返回到睡眠模式 以实现必要的电源 效率。 对于此类应用, 14xx 器件可 与 MCU 配对, 使 MCU 成为主器件。 MCU 定期唤醒 并为雷达传感器加电。 测量 完成后, MCU 关闭雷达器件 并返回到睡眠模式。 第二个应用显示了 一个 14 或 16xx 器件 通过适用于无人机 或工业机器人应用的 SPI 连接到了一个外部 应用处理器或 FPGA。 此处,雷达将 感应点云信息 发送到外部处理器 进行进一步处理和 决策。 例如,无人机 飞行控制器 可以使用雷达 传感器提供的 点云信息来 避开障碍物 或做出智能着陆决策。 另一种可能的应用 可能需要将多个 IWR14 或 16 器件 连接到一个中央 应用进程或 FPGA。 此类拓扑可用于 在无人机或 自驾式 叉车以及 其他类似应用中进行环境感测。 最后一个示例显示了 单个 14 或 16xx 器件,该器件与 一个成像处理器 配对,例如 TI 的适用于雷达 和摄像机融合的 DM812X。 这种部署可 用于智能交通 监控,其中的雷达 可用于远距离感测, 或者在检测到物体时 打开摄像机, 从而节省摄像机电量、 磁盘存储空间和数据传输 带宽。 再来看看 下一部分, 我们将更详细地介绍 毫米波传感器器件 以便了解 各个功能块。 这张图片显示了 IWR1x 毫米波 雷达系列的 叠加方框图。 以绿色标示的 组件仅 存在于 14xx 器件上, 而以蓝色标示的 组件仅存在于 16xx 器件上。 例如,1443 器件 有三个发射链, 而 1642 器件 只有其中的两个。 因此,第三个 TX 链以绿色 突出显示,表示 它仅在 1443 上可用。 14xx 器件由三个 主要的子系统构成, 分别是射频或模拟 子系统、雷达子系统 和主子系统。 除了这三个 子系统外, 16xx 器件还包括 DSP 子系统, 在这张图片中 以蓝色标出。 让我们更细致地看一下 射频和模拟子系统。 这个子系统包括 射频和模拟电路。 即合成器、PA、LNA、 混频器、IF 和 ADC。 这个子系统还包括 晶体振荡器和 温度传感器。 射频和模拟 子系统可以 分为三个 子组件, 即时钟子系统、 发射子系统 和接收子系统。 我们将更详细地 介绍各个子组件, 首先从时钟 子系统开始。 时钟子系统 从 40MHz 晶体的 输入基准生成 76 至 81GHz 的频率。 它有一个内置的 振荡器电路, 其后面是一个清理 PLL 和一个射频合成器电路。 之后,4X 乘法器 将会处理射频 合成器的 输出以便 在 76 至 81GHz 频谱内 产生所需的频率。 射频合成器输出 由时序引擎块进行 调制以便产生 所需的波形, 确保传感器 有效运行。 时序引擎 极其灵活, 可通过基于 R4F 的 无线电控制器子系统 进行编程。 可以在器件 引脚边界处 使用射频 合成器的 输出以实现多芯片 级联配置。 系统唤醒后, 清理 PLL 也会 为主机处理器 提供参考时钟。 时钟子系统 也具有用于 检测是否存在晶体 并监控发生器 时钟质量的 内置机制。 接下来我们讨论一下射频和 模拟子系统的组件, 即发射子系统。 根据器件不同, 发射子系统 包含两个或三个 并行发射链。 IWR1443 有三个 TX 链,而 1642 有两个 TX 链。 每个发射链都有 独立的相位 和振幅控制。 最多可以 同时运行 两个发射链。 但所有三个链 可以通过时间 多路复用方式一起运行。 该器件还支持 MIMO 雷达的 二进制相位调制和干扰抑制。 最后,我们看一下 接收子系统。 接收子系统包含 四个并行通道, 每个接收 通道均包含 LNA、混频器、 IF 滤波、模数转换 和抽取。 所有四个接收通道 可以同时运行。 还提供单独的 通电选项 以实现 系统优化。 与传统的 [? 仅卷带 ?] 接收器不同, TI 的雷达传感器支持 复基带架构, 这种架构使用正交混频器 以及双通道 IF 和 ADC 链 为每个接收器通道 提供复数 I 和 Q 输出。 带通 IF 链具有 可配置的较低截止 频率,约为 350kHz。 连续时间 Σ-Δ ADC 支持高达 15MHz 的带宽。 现在让我们看一看 下一个功能块, 即雷达子系统。 雷达系统也称为 BSS 或内置 自检子系统。 它包括数字前端、 斜坡发生器 和用于控制和 配置低级射频 模拟和斜坡发生器 寄存器的内部处理器。 雷达处理器实际上 是以 200MHz 的频率运行的 第二个专用 ARM Cortex R4F 微控制器。 请注意,此处理器 由 TI 进行编程, 它负责管理 射频校准、 自检和 监控功能。 此处理器不适用于 客户应用。 在主子系统上 运行的用户应用 不能直接访问 雷达系统。 主系统通过 明确定义的 API 消息来访问 雷达系统, 这些消息是通过 硬件邮箱发送的。 这个接口也称为 毫米波链路, TI 的毫米波 SDK 包括 一个毫米波长 API。 下一个功能块 是主子系统。 主子系统包含一个 以 200MHz 的频率 计时的 ARM Cortex R4F 处理器, 用于运行用户应用代码。 在磁盘处理器上 执行的用户应用程序 控制器件的 总体运行, 包括通过明确 定义的 API 消息 进行雷达控制、在雷达硬件 加速器或 DSP 以及用于 外部接口的外设的 协助下进行 雷达信号处理。 这个子系统还包括 14 或 16xx 器件上 可用的各种 外部接口。 提供了一个四路串行 外设接口或 QSPI, 可用于直接从 串行闪存 下载客户代码。 包括一个 CAN 接口, 可用于直接从器件 与画布通信。 根据器件不同, 包括 CSI2 和 LVDS 接口以帮助 将高速原始 ADC 数据传输到外部 处理器或 FPG。 14xx 器件包括 CSI2 和 LVDS, 而 16xx 只包括 LVDS。 但请注意,14xx 上的 CSI2 和 LVDS 采用多路复用形式, 因此,在任何时候只能 使用它们中的一个。 提供一个 SPI/I2C 接口, 用于进行电源管理 IC 或 PMIC 控制。 对于更复杂的 应用,器件 可以在外部 MCU 的 控制下运行, 该 MCU 可以通过 SPI 接口 与 14 或 16xx 器件通信。 下一个功能块 是 DSP 子系统。 DSP 子系统仅 存在于 16xx 器件上, 它包含 TI 的高性能 C674X DSP,用于进行 FMCW 信号 处理,包括 FFT 和检测, 还可用于高级 雷达信号处理。 这可以使 16xx 用作 完整的单芯片雷达, 并具有适用于群集、 跟踪和物体分类的 高级功能。 下面看一下雷达 硬件加速器, 这是本器件概述中的 最后一个功能块。 雷达硬件加速器 仅存在于 14xx 器件上, 它可以从 主处理器 卸载 FMCW 雷达信号 处理中的某些 常用计算。 FMCW 雷达信号处理 涉及使用 FFT 和对数幅度 计算,从而 在距离、速度和角度 维度之间获得雷达 图像。 FMCW 雷达信号处理 中的一些常用功能 可以在雷达硬件 加速器内执行, 同时仍能保持 在主系统处理器中 实现其他专有 算法的灵活性。 如此图中 所示,加速器 包含两个功能部分。 第一个功能 部分用于 FFT 和相关 预处理以及 对数幅度运算。 第二个 功能部分 提供基于 CFAR 或 恒虚警率的 检测算法。 进出雷达硬件 加速器的数据移动 基于 TI 的 EDMA 或 增强型直接存储器存取 控制器。 请参阅雷达 硬件加速器 用户指南或雷达硬件 加速器在线培训 以了解更多详细信息。 介绍完了各个 功能块后, 我们现在简要 看一下 TI 的 雷达器件上可用的启动模式。 TI 的毫米波 雷达器件 支持两种启动 模式,即闪存 模式和功能模式。 通过按照 器件数据表中 所述的方式配置 加电感测或 SOP 引脚, 可以选择所需的 启动模式。 我们先谈一谈 闪存模式。 这种启动模式用于 将程序二进制映像 刻录或存储到 QSPI 串行闪存中。 启用这种启动模式后, 引导加载程序 将启用 UR 驱动程序 并会获得由应用二进制 映像构成的数据流。 在接收到有效的 应用二进制映像时, 引导加载程序会将该二进制 映像存储到串行闪存的 相应部分。 可以在软件开发过程中 使用这种启动模式 来更新闪存上的 应用二进制文件。 第二种模式是 功能或部署模式, 用于使用先前 存储的应用 二进制文件从 QSPI 闪存启动器件。 选择这种启动模式后, 引导加载程序 将会在 QSPI 闪存中查找 有效的应用程序映像。 在找到有效的映像后, 引导加载程序 会将该映像复制到 主子系统的存储器中 以开始启动过程。 通过这种方式, 器件将从串行闪存中 自主上移。 在本次演示的 最后一部分, 我们快速了解一下 可用于对 TI 的 毫米波雷达器件进行 编程的软件平台。 TI 的毫米波 雷达传感器 有丰富的软件 产品作为辅助, 其中包括 SDK、 TI 设计、示例 和工具。 软件平台分为 三个主要组成部分, 如图所示。 第一部分是 毫米波 SDK, 它提供各种 基础软件组件, 例如 TI 的系统 BIOS RTOS 和与雷达器件上 提供的硬件外设 相对应的驱动程序。 它还包括毫米波 链路和毫米波 API, 以支持使用高级 API 对雷达传感器进行编程。 它还包括适用于 C67X DSP 和 雷达硬件加速器的 信号处理库。 除了毫米波 SDK 外, 软件产品还包括 开包即用演示、 各种 TI 设计 和实验。 通过开包即用演示, 用户可以 快速评估 雷达 AVM 并可视化 目标物体的 距离、速度和角度。 TI 设计演示 TI 毫米波雷达 在特定应用中的 适用性, 例如液位感应和 交通监控应用。 最后,但同样重要的是, 我们有 mmWave Studio, 它提供了系统估算器工具 和原始 ADC 数据 捕获功能。 我们将在下一张幻灯片中 介绍系统估算器工具。 定义线性调频脉冲配置 对 FMCW 雷达的正常运行 非常重要。 系统估算器 工具的目的 是简化为 TI 的 毫米波雷达 传感器定义 线性调频脉冲 以实现所需感应配置 这项复杂任务。 使用这个工具,用户 可以提供应用级输入, 例如所需的 最大距离、速度、 距离分辨率、 速度分辨率等, 并且输出线性 调频脉冲配置, 此配置可与毫米波 API 配合使用, 以便相应地对 传感器进行编程。 它还估算与线性调频 脉冲配置相对应的 雷达数据队列 存储器要求, 并还标记 越界参数。 这张图片显示了 TI 毫米波 SDK 的 架构图。 用蓝色标示的 组件由 SDK 提供, 而用红色标示的组件 表示应用代码。 我们可以看到, SDK 采用模块化设计, 并且分为 不同的层。 每个层为其上面的 层提供明确定义的 API,因而 降低了复杂性。 例如毫米波 前端固件, 它在雷达 子系统上 运行,完全包含 射频和模拟 功能的配置、 控制、校准和 监控。 它导出毫米波链路 API。 使用此 API, 主子系统 可与其通信, 从而控制和 监视传感器前端。 毫米波 SDK 不仅 实现 mmWave link 的 应用侧, 而且还提供 毫米波 API 的 另一个级别的抽象。 毫米波 API 提供 高级功能,用于 对雷达前端进行编程和控制。 毫米波 API 在内部 使用毫米波链路 API。 这张图片显示了 毫米波 SDK 的目录结构。 TI 工业毫米波 雷达传感器概述 到此结束。 要了解有关这些 器件的更多信息, 请参阅这些资源。 谢谢。

您好,欢迎观看 TI 的 IWR14

和 IWR16 系列 基于 CMOS 的

单芯片毫米波雷达 传感器的器件概述。

在此视频中,我们 将首先扼要介绍

TI 的毫米波传感器, 了解一下信号处理链

与这些 器件的关系,

并介绍几种可以在其中 部署这些器件的系统

拓扑。

然后,我们将详细 介绍这些器件,

其中会涉及主要 功能块。

最后,我们将了解一下 启动模式并快速概览一下

可使用 TI 的 毫米波传感器

进行开发的 软件开发平台。

让我们首先简要 概述一下这些器件。

IWR 1443 和 1642 属于 TI 的 IWR1x 系列

单芯片工业毫米波 雷达传感器,

它们基于 FMCW 雷达技术。

这两种器件能够 在 76 至 81GHz

频段内运行,具有高达 4GHz 的连续线性调频脉冲

带宽。

它们均采用 TI 的低功耗 45 纳米

CMOS 技术构建的, 并可在极小的

封装中实现 前所未有的集成度。

这些毫米波 雷达传感器

为楼宇自动化、 工厂自动化、

无人机、材料处理、 交通监控和监视等

工业应用中的 低功耗、自监控、

超精确雷达系统提供了 一种理想解决方案。

这两种器件均可通过 集成模拟和数字

组件来实现单芯片 雷达解决方案,

组件包括多个 发射和接收链、

PLL、模数转换器、 ARM Cortex R4F、MCU、

C67x DSP 或 FFT 加速器、

存储器和各种 输入输出接口。

这些器件还将 射频的连续自监控

和校准特性 以及模拟功能

集成到了单独的、 基于 ARM R4F 的

无线电处理器子系统中, 负责进行前端的配置、控制

和校准。

此部分介绍了 这些器件的主要特性。

这些传感器基于 FMCW 雷达技术,

能够在 76 至 81GHz 的 频率范围内运行,

并且支持 高达 4GHz 的

线性调频脉冲带宽。

为 MIMO 雷达的 运行提供了

多达三个发射链 和四个接收链。

TI 的毫米波 传感器支持

高度可编程且灵活的 线性调频脉冲曲线,

以便在同一个雷达帧中 支持多个感应

曲线。

1443 具有用于 FFT 运算的 板载硬件加速器

和基于连续虚警率 或 CFAR 的

检测算法。

而 1642 为 FMCW 信号处理

提供功能全面的 C76X 高性能 DSP 内核

以及群集、跟踪 和物体分类等

高级算法。

有两个 ARM Cortex R4F MCU 以 200MHz 的频率运行。

其中一个已锁定, 供校准和监控

引擎,即无线电 子系统使用。

该 R4F 通过 TI 提供的固件进行编程,

不适用于 用户代码。

但第二个 Cortex R4F 可用于进行高级

应用处理。

这些器件支持 各种工业标准

输入输出接口,例如 扫描、SPI、I2C、UART,

并且支持使用 CSI2 和 LVDS

进行高速原始 ADC 数据输出。

本幻灯片显示了典型 FMCW 无线电链的组件,

并将它们映射到了 14 和 16xx 器件的

信号处理功能。

接收器链始于 接收反射雷达

信号的 射频前端,

该反射雷达信号 与发射器信号混合,

生成拍频 信号并

传输到 ADC。

ADC 将模拟信号 转换为数字样本,

并对样本 进行预处理

以便进行数字处理。

对数字化样本进行 连续 FFT 运算

以进行距离、速度 和到达角计算。

可以使用 14xx 器件上的

板载雷达硬件加速器 来卸载 FFT 和检测处理,

从而获得 点云输出。

可以使用 16xx 器件, 利用板载的 C674X DSP

来运行高级群集、 跟踪和物体

分类算法。

这里显示了 毫米波传感器的

一些示例 应用和

相对应的系统拓扑。

首先是液箱液位感应。

典型的工业 液位传感器

在 4 至 20 毫安的 双线电流回路上运行,

其中传感器每秒 唤醒数次

以进行 液位测量,

然后返回到睡眠模式 以实现必要的电源

效率。

对于此类应用, 14xx 器件可

与 MCU 配对, 使 MCU 成为主器件。

MCU 定期唤醒 并为雷达传感器加电。

测量 完成后,

MCU 关闭雷达器件 并返回到睡眠模式。

第二个应用显示了 一个 14 或 16xx 器件

通过适用于无人机 或工业机器人应用的

SPI 连接到了一个外部 应用处理器或 FPGA。

此处,雷达将 感应点云信息

发送到外部处理器 进行进一步处理和

决策。

例如,无人机 飞行控制器

可以使用雷达 传感器提供的

点云信息来 避开障碍物

或做出智能着陆决策。

另一种可能的应用 可能需要将多个

IWR14 或 16 器件 连接到一个中央

应用进程或 FPGA。

此类拓扑可用于 在无人机或

自驾式 叉车以及

其他类似应用中进行环境感测。

最后一个示例显示了 单个 14 或 16xx

器件,该器件与 一个成像处理器

配对,例如 TI 的适用于雷达 和摄像机融合的 DM812X。

这种部署可 用于智能交通

监控,其中的雷达 可用于远距离感测,

或者在检测到物体时 打开摄像机,

从而节省摄像机电量、 磁盘存储空间和数据传输

带宽。

再来看看 下一部分,

我们将更详细地介绍 毫米波传感器器件

以便了解 各个功能块。

这张图片显示了 IWR1x 毫米波

雷达系列的 叠加方框图。

以绿色标示的 组件仅

存在于 14xx 器件上, 而以蓝色标示的

组件仅存在于 16xx 器件上。

例如,1443 器件 有三个发射链,

而 1642 器件 只有其中的两个。

因此,第三个 TX 链以绿色

突出显示,表示 它仅在 1443 上可用。

14xx 器件由三个 主要的子系统构成,

分别是射频或模拟 子系统、雷达子系统

和主子系统。

除了这三个 子系统外,

16xx 器件还包括 DSP 子系统,

在这张图片中 以蓝色标出。

让我们更细致地看一下 射频和模拟子系统。

这个子系统包括 射频和模拟电路。

即合成器、PA、LNA、 混频器、IF 和 ADC。

这个子系统还包括 晶体振荡器和

温度传感器。

射频和模拟 子系统可以

分为三个 子组件,

即时钟子系统、 发射子系统

和接收子系统。

我们将更详细地 介绍各个子组件,

首先从时钟 子系统开始。

时钟子系统 从 40MHz 晶体的

输入基准生成 76 至 81GHz 的频率。

它有一个内置的 振荡器电路,

其后面是一个清理 PLL 和一个射频合成器电路。

之后,4X 乘法器 将会处理射频

合成器的 输出以便

在 76 至 81GHz 频谱内 产生所需的频率。

射频合成器输出 由时序引擎块进行

调制以便产生 所需的波形,

确保传感器 有效运行。

时序引擎 极其灵活,

可通过基于 R4F 的 无线电控制器子系统

进行编程。

可以在器件 引脚边界处

使用射频 合成器的

输出以实现多芯片 级联配置。

系统唤醒后, 清理 PLL 也会

为主机处理器 提供参考时钟。

时钟子系统 也具有用于

检测是否存在晶体 并监控发生器

时钟质量的 内置机制。

接下来我们讨论一下射频和 模拟子系统的组件,

即发射子系统。

根据器件不同, 发射子系统

包含两个或三个 并行发射链。

IWR1443 有三个 TX 链,而 1642

有两个 TX 链。

每个发射链都有 独立的相位

和振幅控制。

最多可以 同时运行

两个发射链。

但所有三个链 可以通过时间

多路复用方式一起运行。

该器件还支持 MIMO 雷达的

二进制相位调制和干扰抑制。

最后,我们看一下 接收子系统。

接收子系统包含 四个并行通道,

每个接收 通道均包含

LNA、混频器、 IF 滤波、模数转换

和抽取。

所有四个接收通道 可以同时运行。

还提供单独的 通电选项

以实现 系统优化。

与传统的 [? 仅卷带 ?] 接收器不同,

TI 的雷达传感器支持 复基带架构,

这种架构使用正交混频器 以及双通道 IF 和 ADC 链

为每个接收器通道 提供复数 I 和 Q

输出。

带通 IF 链具有 可配置的较低截止

频率,约为 350kHz。

连续时间 Σ-Δ ADC

支持高达 15MHz 的带宽。

现在让我们看一看 下一个功能块,

即雷达子系统。

雷达系统也称为 BSS 或内置

自检子系统。

它包括数字前端、 斜坡发生器

和用于控制和 配置低级射频

模拟和斜坡发生器 寄存器的内部处理器。

雷达处理器实际上 是以 200MHz 的频率运行的

第二个专用 ARM Cortex R4F 微控制器。

请注意,此处理器 由 TI 进行编程,

它负责管理 射频校准、

自检和 监控功能。

此处理器不适用于 客户应用。

在主子系统上 运行的用户应用

不能直接访问 雷达系统。

主系统通过 明确定义的

API 消息来访问 雷达系统,

这些消息是通过 硬件邮箱发送的。

这个接口也称为 毫米波链路,

TI 的毫米波 SDK 包括 一个毫米波长 API。

下一个功能块 是主子系统。

主子系统包含一个 以 200MHz 的频率

计时的 ARM Cortex R4F 处理器, 用于运行用户应用代码。

在磁盘处理器上 执行的用户应用程序

控制器件的 总体运行,

包括通过明确 定义的 API 消息

进行雷达控制、在雷达硬件 加速器或 DSP 以及用于

外部接口的外设的 协助下进行

雷达信号处理。

这个子系统还包括 14 或 16xx 器件上

可用的各种 外部接口。

提供了一个四路串行 外设接口或 QSPI,

可用于直接从 串行闪存

下载客户代码。

包括一个 CAN 接口,

可用于直接从器件 与画布通信。

根据器件不同, 包括 CSI2 和

LVDS 接口以帮助 将高速原始 ADC

数据传输到外部 处理器或 FPG。

14xx 器件包括 CSI2 和 LVDS,

而 16xx 只包括 LVDS。

但请注意,14xx 上的 CSI2 和 LVDS 采用多路复用形式,

因此,在任何时候只能 使用它们中的一个。

提供一个 SPI/I2C 接口, 用于进行电源管理 IC

或 PMIC 控制。

对于更复杂的 应用,器件

可以在外部 MCU 的 控制下运行,

该 MCU 可以通过 SPI 接口 与 14 或 16xx 器件通信。

下一个功能块 是 DSP 子系统。

DSP 子系统仅 存在于 16xx 器件上,

它包含 TI 的高性能 C674X DSP,用于进行 FMCW 信号

处理,包括 FFT 和检测,

还可用于高级 雷达信号处理。

这可以使 16xx 用作 完整的单芯片雷达,

并具有适用于群集、 跟踪和物体分类的

高级功能。

下面看一下雷达 硬件加速器,

这是本器件概述中的 最后一个功能块。

雷达硬件加速器 仅存在于 14xx 器件上,

它可以从 主处理器

卸载 FMCW 雷达信号 处理中的某些

常用计算。

FMCW 雷达信号处理 涉及使用 FFT

和对数幅度 计算,从而

在距离、速度和角度 维度之间获得雷达

图像。

FMCW 雷达信号处理 中的一些常用功能

可以在雷达硬件 加速器内执行,

同时仍能保持 在主系统处理器中

实现其他专有 算法的灵活性。

如此图中 所示,加速器

包含两个功能部分。

第一个功能 部分用于

FFT 和相关 预处理以及

对数幅度运算。

第二个 功能部分

提供基于 CFAR 或 恒虚警率的

检测算法。

进出雷达硬件 加速器的数据移动

基于 TI 的 EDMA 或 增强型直接存储器存取

控制器。

请参阅雷达 硬件加速器

用户指南或雷达硬件 加速器在线培训

以了解更多详细信息。

介绍完了各个 功能块后,

我们现在简要 看一下 TI 的

雷达器件上可用的启动模式。

TI 的毫米波 雷达器件

支持两种启动 模式,即闪存

模式和功能模式。

通过按照 器件数据表中

所述的方式配置 加电感测或 SOP 引脚,

可以选择所需的 启动模式。

我们先谈一谈 闪存模式。

这种启动模式用于 将程序二进制映像

刻录或存储到 QSPI 串行闪存中。

启用这种启动模式后, 引导加载程序

将启用 UR 驱动程序

并会获得由应用二进制 映像构成的数据流。

在接收到有效的 应用二进制映像时,

引导加载程序会将该二进制 映像存储到串行闪存的

相应部分。

可以在软件开发过程中 使用这种启动模式

来更新闪存上的 应用二进制文件。

第二种模式是 功能或部署模式,

用于使用先前 存储的应用

二进制文件从 QSPI 闪存启动器件。

选择这种启动模式后, 引导加载程序

将会在 QSPI 闪存中查找 有效的应用程序映像。

在找到有效的映像后, 引导加载程序

会将该映像复制到 主子系统的存储器中

以开始启动过程。

通过这种方式, 器件将从串行闪存中

自主上移。

在本次演示的 最后一部分,

我们快速了解一下 可用于对 TI 的

毫米波雷达器件进行 编程的软件平台。

TI 的毫米波 雷达传感器

有丰富的软件 产品作为辅助,

其中包括 SDK、 TI 设计、示例

和工具。

软件平台分为 三个主要组成部分,

如图所示。

第一部分是 毫米波 SDK,

它提供各种 基础软件组件,

例如 TI 的系统 BIOS RTOS 和与雷达器件上

提供的硬件外设 相对应的驱动程序。

它还包括毫米波 链路和毫米波 API,

以支持使用高级 API 对雷达传感器进行编程。

它还包括适用于 C67X DSP 和

雷达硬件加速器的 信号处理库。

除了毫米波 SDK 外, 软件产品还包括

开包即用演示、 各种 TI 设计

和实验。

通过开包即用演示, 用户可以

快速评估 雷达 AVM

并可视化 目标物体的

距离、速度和角度。

TI 设计演示 TI 毫米波雷达

在特定应用中的 适用性,

例如液位感应和 交通监控应用。

最后,但同样重要的是, 我们有 mmWave Studio,

它提供了系统估算器工具 和原始 ADC 数据

捕获功能。

我们将在下一张幻灯片中 介绍系统估算器工具。

定义线性调频脉冲配置 对 FMCW 雷达的正常运行

非常重要。

系统估算器 工具的目的

是简化为 TI 的 毫米波雷达

传感器定义 线性调频脉冲

以实现所需感应配置 这项复杂任务。

使用这个工具,用户 可以提供应用级输入,

例如所需的 最大距离、速度、

距离分辨率、 速度分辨率等,

并且输出线性 调频脉冲配置,

此配置可与毫米波 API 配合使用,

以便相应地对 传感器进行编程。

它还估算与线性调频 脉冲配置相对应的

雷达数据队列 存储器要求,

并还标记 越界参数。

这张图片显示了 TI 毫米波 SDK 的

架构图。

用蓝色标示的 组件由 SDK 提供,

而用红色标示的组件 表示应用代码。

我们可以看到, SDK 采用模块化设计,

并且分为 不同的层。

每个层为其上面的 层提供明确定义的

API,因而 降低了复杂性。

例如毫米波 前端固件,

它在雷达 子系统上

运行,完全包含 射频和模拟

功能的配置、 控制、校准和

监控。

它导出毫米波链路 API。

使用此 API, 主子系统

可与其通信, 从而控制和

监视传感器前端。

毫米波 SDK 不仅 实现 mmWave link 的

应用侧, 而且还提供

毫米波 API 的 另一个级别的抽象。

毫米波 API 提供 高级功能,用于

对雷达前端进行编程和控制。

毫米波 API 在内部 使用毫米波链路 API。

这张图片显示了 毫米波 SDK 的目录结构。

TI 工业毫米波 雷达传感器概述

到此结束。

要了解有关这些 器件的更多信息,

请参阅这些资源。

谢谢。

视频报错
手机看
扫码用手机观看

相关下载

视频简介

2.2 TI工业mmWave传感器器件概述

所属课程:mmWave系列培训 发布时间:2017.08.11 视频集数:14 本节视频时长:20:40

TI mmWave传感器设备培训 - 描述了TI mmWave传感器以及如何使用它们。

跟帖1人跟贴

  • 毫米波传感器很火爆呀,TI又领先了。 xyz549040622 2017-07-25 20:37

题目(单选)

1.TI工业及汽车运用DCDC的主要特点视频中,没有提到以下哪个模块?
2.通过优化PCB layout 有效降低EMI需要定位几个关键步骤?
3.通过控制开关点的Slew Rate有效降低EMI视频中所用是TI哪款芯片?
4.TI工业及汽车系统的低EMI电源变换器设计系列视频中 ,所提到的常见EMI 优化技巧共有几点?
(题目很难么?悄悄告诉你,去论坛活动帖里有小提示哦~)
关闭 x