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安森美半導體供稿 汽車行業正向自動駕駛邁進，汽車設計和開發人員也越來越注重汽車系統的主動安全。要實現主動安全和自動駕駛，先進駕駛輔助系統(ADAS)是基礎，也是關鍵。 什么是ADAS和視覺ADAS ADAS 利用安裝于車上各種不同的傳感器(包括超聲波雷達、毫米波雷達、攝像頭等)在第一時間收集數據，進行車外和車內環境、物體的辨識和檢測，讓駕駛員盡快察覺潛在危險以采取相應的行動，從而提高行車安全。其中，攝像頭在視覺ADAS中的應用有著舉足輕重的地位，通過前視、后視、360度環視等攝像頭，可實現自適應巡航控制、先進的照明系統、盲點檢測、防撞、路口交通警報、緊急制動、車道保持系統、追尾預警、環視、泊車輔助、行人檢測、信號檢測等。受到政府指令、消費推動及自動駕駛的趨勢所推動，預計汽車內的攝像頭將從當前的1至4個激增至未來的5至8個，甚至有些汽車的內置攝像頭還將達到12至15個。 安森美半導體：現代圖像傳感器的發明者 + 10年汽車領域領先地位 安森美半導體是第一大汽車圖像傳感器供應商，可提供全面的視覺ADAS產品及方案。安森美半導體于成像領域的經驗可追溯至40多年前，并于2004年推出世界首款汽車CMOS 圖像傳感器，目前公司擁有2000多項成像專利和成像專長、全面的傳感器陣容、強大的供應鏈和卓越的品質，在汽車圖像傳感器市場的份額近50%，在ADAS市場的份額更是達到70%。 安森美半導體在視覺ADAS應用于前視、后視、環視、車艙內等多個方面。在后視領域，包括倒車影像、前視、俯視、全景泊車影像、車鏡取代，和前視領域，包括正向碰撞警告、車道偏離警告、自動遠光燈控制、交通信號識別、行人檢測、自適應巡航控制、盲點檢測、夜視，安森美半導體的市占均為第一，并為市場提供大量百萬像素方案，開發新一代1080p方案、減少LED閃爍方案和用于車艙內的近紅外方案，如乘客監控、疲勞駕駛監測、儀表盤控制、行車記錄儀DVR、氣囊，還推出了同類最佳的全局快門傳感器AR0135(令攝像機能“凍結”快速移動的場景數據，并確保與脈沖光源有效的同步，使挑戰性的應用如汽車駕駛員監控成為可能)，和業內首款支持汽車安全完整性等級(ASIL)的圖像傳感器AR0231，而ASIL是汽車自動駕駛的關鍵要求。 安森美半導體的汽車CMOS圖像傳感器具有卓越的微光性能、魚眼畸變校正和圖像疊加的特定特性，單芯片多重曝光的寬動態(HDR)達120 dB，且圖像信號處理器(ISP)用于總系統方案，可提供HDR、自適應局部色調映射(ALTM)、>185度空間轉換引擎(STE)、疊加、模擬/數字接口和以太網接口。安森美半導體致力于通過AECQ100 質量認證和達到零 PPM實現汽車產品的高品質，并配合市場持續投資于汽車特定的產品及先進的技術。 倒車視覺攝像機方案 倒車應用方面，安森美半導體針對模擬攝像機提供ASX340AT/342AT/ 350AT、ASX344AT和結合ISP使用的百萬像素傳感器AR0140AT。ASX340AT是當前標清市場的一個主流方案，1/4英寸光學格式，VGA分辨率(640 x 480)，集成圖像流處理器(IFP)、視頻編碼器、微控制器，提供復雜的處理如色彩恢復和校正、銳化、灰度、鏡頭陰影校正、自動白平衡和自動曝光，靈活且功耗低，無需額外的處理芯片就能設計汽車后視影像系統。而ASX342AT/ 350AT定位為高性價比，ASX344AT則帶有魚眼矯正功能。AR0140結合ISP AP0100AT可用于模擬方案，結合AP0102AT可支持RGB888的輸出，而針對高清數字的LVDS，可采用AR0140AT結合AP0101AT或AP0102AT。AR0140采用DR-PIX技術，適用于微光和高動態范圍場景。ISP AP0100AT、AP0101AT和AP0102AT分別支持100萬、120萬和200萬像素。 前視攝像機方案 前視攝像機主要用于ADAS和DVR。針對ADAS，安森美半導體提供MT9V024用于VGA，AR0132/AR0136用于720p影像，AR0231用于1080p影像。MT9V024是1/3英寸全局快門CMOS傳感器，提供出色的HDR性能，增強的近紅外(NIR)性能提供微光下卓越的成像品質。AR0132和AR0136是百萬像素CMOS傳感器，同樣提供出色的HDR和微光性能。AR0231是230萬像素CMOS傳感器，3.0微米背照式(BSI)像素和DR-Pix技術提供高靈敏度和低暗電流，HDR達120dB，可消除高頻LED閃爍，支持ASIL-B。針對DVR，安森美半導體提供200萬和300萬像素1080p傳感器AR0230/AR0237和AR0331。 全景泊車影像方案 全景泊車現在在中國的汽車應用中越來越廣泛，一般使用4個攝像頭，再進行拼接處理。全景泊車的開始階段以模擬攝像頭為主，性價比較高。現在，車廠在模擬方案中很多都使用到ASX340AT(其特性見前述的倒車視覺攝像機方案)，也可使用相類似的MT9V127。此外，還可采用AR0140AT搭配可輸出模擬信號的AP0100AT。用于全景泊車的高清數字攝像頭主要有LVDS和以太網兩種傳輸方式。對于LVDS，可采用AR0140AT、AR0132AT結合AP0101AT。對于以太網的傳輸方式，可采用AR0140AT、AR0132AT配合支持以太網輸出的AP0201AT。 HDR應用 簡而言之，HDR指既包含高光部分，又保留了暗部細節，用于汽車視覺系統可提高圖像信息的精確度從而提升安全性。安森美半導體的HDR技術通過采用多重曝光，使得高光部分不會過飽，暗部細節還能保留。片上多重曝光的傳感器如AR0132、 AR0140、AR0230等，而HDR 色彩處理芯片系列有AP010x、 AP020x。 
圖1：HDR視像 vs. 非HDR視像 ISP的關鍵特性 安森美半導體提供非常強大的ISP陣容以配合圖像傳感器實現更出色的性能，其關鍵特性包括1840NTSC 延伸、魚眼矯正(Dewarp)及縮放、兩板左/右視、三聯式、行跡線疊加等，如圖2 所示。
圖2：ISP關鍵特性 廣泛的陣容支持不同的視頻信號傳輸方式 現在用于傳輸視頻信號的主要有CVBS、LVDS和以太網3種方式。CVBS 接口主要用于傳輸模擬視頻信號。安森美半導體支持CVBS接口的傳感器主要有ASX340/ASX342/ASX344、ASX350和ISP AP0100。LVDS接口廣泛用于傳輸高清數字視頻，可傳輸百萬像素甚至更高的200萬像素視頻，且支持多個攝像頭的傳輸，推薦使用安森美半導體的ISP AP0101、AP0102、AP0202。隨著汽車內娛樂和視覺等系統的增加，大數據的傳輸需求不斷上升，以太網被視為將來車內主流的傳輸方式，它可支持多個百萬甚或200萬像素高清視頻的傳輸。以太網接口用于傳輸H.264/MJPEG 視頻，安森美半導體提供ISP AP0200、AP0201支持以太網的視頻傳輸。 功能安全 現代汽車內的多個應用都需要符合汽車行業功能安全標準ISO26262，尤其是ADAS。根據不同的ADAS的子應用，需要實現ASIL B至ASIL D的不同等級。安森美半導體是ISO 26262 的工作組成員和基本故障率子群的協同領導者，已推出了世界首款符合ISO26262 ASIL的圖像傳感器AR0231，并持續致力于在流程、知識產權(IP)和支援等各方面都符合標準。 多芯片方案 在傳統的設計中，圖像傳感器和ISP是分開的，以減少功耗。為了均衡ADAS方案的性能、功耗和尺寸，安森美半導體開發出多芯片方案，將AR014xAT傳感器和ISP AP010xAT封裝在單個iBGA封裝內，顯著節省占板空間，具備系統單芯片(SOC) 特性和HDR、 STE 及疊加(Overlay)等豐富的特性和功能。
圖3：iBGA封裝 MARS參考設計 安森美半導體不僅可提供全面的高性能器件，還可提供全系列的技術支援，以幫助客戶加快開發及測試進程。如MARS參考設計，這是個攝像頭方案，主要包含鏡頭、傳感器、協處理器和接口等4部分，客戶可根據應用需求，靈活選用不同的傳感器和協處理器，直接嵌入其攝像頭系統中，從而大大優化實際開發及測試的時間，加快原型開發。
圖4：MARS可直接嵌入客戶的攝像頭系統 總結 作為汽車攝像機傳感器的市場領袖、第一大汽車視覺及第一大ADAS半導體廠商，安森美半導體可提供全面的攝像機模塊方案，包括電源、模擬和傳感器，助力汽車行業向主動安全和自動駕駛邁進。公司提供全面的攝像機傳感器陣容，包括原始傳感器、ISP和 SOC，并推出世界首款符合ASIL標準的圖像傳感器和同類最佳的全局快門，提供支持CVBS、LVDS 和以太網的攝像機完整方案、可平衡尺寸和功耗的多芯片方案。此外，安森美半導體還為客戶提供不止于器件的全系列技術支援，如MARS參考設計可直接嵌入客戶的攝像頭系統，并能根據應用需求進行靈活調整，幫助客戶加快原型開發進程。 |
