2026年CES展期間,德州儀器(TI)重磅發布了三款面向下一代智能汽車的核心新品——可擴展型TDA5高性能計算片上系統(SoC)產品系列(支持L1至L3的自動駕駛級別)、單芯片8發8收(8TX/8RX)4D成像雷達收發器AWR2188,以及DP83TD555J-Q1 10BASET1S以太網PHY。
這是TI針對汽車電子電氣架構深度變革所交出的一份答卷,直指行業向L3級有條件自動駕駛規模化邁進過程中所面臨的計算、感知與通信三大核心挑戰。
軟件定義與區域架構驅動汽車算力需求飆升
當前,汽車產業正經歷由“軟件定義汽車(SDV)”引領的根本性重構。傳統分布式電子控制單元(ECU)的數量正大幅減少,其功能被整合進更強大的計算單元中,形成以區域控制器和中央計算平臺為核心的嶄新架構。這一轉變的核心目的,是實現功能的集中管理、資源的動態分配,以及通過無線軟件更新(OTA)持續提升車輛性能與增加新功能,而非依賴硬件迭代升級。
與此同時,自動駕駛等級的提升對車輛感知、決策和執行能力提出了指數級增長的要求。目前,TOPS(每秒萬億次運算)已成為衡量半導體處理AI工作負載速度的核心指標,更高的TOPS意味著車輛能更快地感知環境、解讀信息并做出安全決策。據德州儀器處理器業務部副總裁Roland Sperlich介紹,實現L2級部分自動駕駛通常需要數十TOPS的AI算力;而邁向L3級有條件自動駕駛則需要數百TOPS;完全自動駕駛(L4/L5)的算力需求更是高達數千TOPS。
隨著自動駕駛技術向更高層級邁進,其對環境感知系統的精密性和融合能力提出了更嚴苛的要求。為提升車輛自主性,雷達、激光雷達和攝像頭等傳感器的數量與分辨率持續升級,它們在運行中生成海量原始數據。這些數據需在極短時間內完成融合處理,以構建車輛周圍環境的精確模型。
然而,這一需求對車內數據通信網絡構成了巨大挑戰,傳統CAN、LIN總線雖在基礎控制中仍不可或缺,卻已難以勝任高帶寬數據流的實時傳輸任務。在此背景下,汽車以太網正迅速崛起,成為車載網絡的“數字骨干”,為自動駕駛的高效運作提供關鍵支撐。
正是在此背景下,TI的三款汽車領域新品應運而生,它們分別錨定高性能計算(TDA5x)、先進感知(AWR2188)和高速可靠通信(DP83TD555J-Q1),旨在為汽車制造商提供一套端到端的、可擴展的半導體解決方案。
TDA5系列SoC:可擴展的高效算力引擎,推動L3自動駕駛量產
TDA5系列SoC是TI此次發布的核心產品之一,其定位為高達L3的自動駕駛提供統一且可擴展的計算平臺。該系列最引人注目的特性是其廣泛的算力范圍(10至1,200TOPS)和領先的能效(超過24TOPS/W)。
TDA5系列SoC的可擴展性不僅體現在AI算力上,更在于其創新的支持芯粒(Chiplet)的設計。通過采用行業標準的UCIe接口,客戶可以像搭建積木一樣,靈活地增加算力單元、圖形處理能力、內存及接口模塊。
這種模塊化設計突破了傳統單片集成電路的限制,允許汽車制造商根據不同車型、不同配置的需求,定制最合適的計算方案,既能覆蓋入門級車型的ADAS功能,也能滿足高端車型L3自動駕駛的苛刻要求,實現了“單一系列,全級別覆蓋”。
再進一步觀察TDA5 SoC的核心組件,其內部集成了多種處理單元,形成高效的異構計算架構,包含了TI C7TM NPU(神經網絡處理單元)、多核Arm®處理器和專用加速器。
比如,TI C7TM NPU作為AI加速的核心,繼承了TI超過40年的DSP(數字信號處理器)技術積淀。其強大性能支持在芯片本地運行包括大語言模型(LLM)、視覺語言模型(VLM)和Transformer在內的多種AI模型,處理高達數十億的參數,實現“物理AI”(即推理結果能直接驅動如自動制動等實時物理動作)。
多核Arm®處理器包括了最新的Cortex®-A720AE內核,兼顧高性能應用處理與硬實時控制任務。專用加速器中集成的視覺處理加速器和網絡數據包加速器(處理能力達每秒1,500萬個數據包),能顯著卸載CPU負載,釋放算力資源。這種架構在提供強大性能的同時,將能效做到了行業領先。
同時,TDA5 SoC設計符合ASIL-D最高功能安全等級,并采用“安全優先架構”和混合關鍵性任務處理機制。這意味著,車載信息娛樂系統等(IVI)非關鍵功能的故障,不會影響制動、轉向等關鍵安全系統的運行,確保了系統的可靠性與韌性。
此外,TDA5 SoC創新性地實現了單芯片跨域融合,能同時處理ADAS、IVI及網關功能。這種高度集成有力支持了整車電子電氣架構向區域架構的演進,用一套集中式計算系統替代大量分散的域控制器,從而顯著降低系統整體復雜度、成本與功耗。
為了幫助客戶縮短開發周期,TI還與新思科技合作,為TDA5 SoC推出了VirtualizerTM開發套件(VDK)。汽車制造商可以利用VDK創建其電子系統的數字孿生,在實體芯片到位前就提前進行軟硬件開發、算法測試和系統驗證。根據TI方面的介紹,該技術有望將新功能的開發與驗證周期縮短長達12個月,并能在一個更安全、可控的虛擬環境中進行海量場景測試,加速產品上市并提升最終品質。
AWR2188雷達:單芯片實現高分辨率4D成像,提升感知邊界
感知能力的提升是自動駕駛升級的另一大支柱。德州儀器高性能雷達業務部產品線經理Keegan Garcia強調,雷達因其全天候、全時段可靠工作的特性,是實現高級別ADAS和自動駕駛的關鍵技術。
此次發布的AWR2188 4D成像雷達收發器,旨在解決高階自動駕駛應用中的具體痛點,如掉落物檢測、近距離車輛區分、高動態范圍場景目標識別等。AWR2188具備以下優勢,比如,采用單芯片集成,突破了設計瓶頸,同時其性能也得到了飛躍,探測距離更遠且更精準。除此之外,該產品的架構靈活,適配行業趨勢。
傳統高分辨率4D成像雷達為了實現足夠大的天線陣列,通常需要將多顆芯片進行級聯,這導致了系統復雜度、功耗和成本的顯著增加。AWR2188的革命性在于,它在單顆芯片上集成了8個發射器和8個接收器(8TX/8RX)。該設計使得實現8x8天線配置僅需一顆芯片,實現16x16配置也僅需兩顆芯片級聯,與原有方案相比,可簡化PCB設計,降低系統功耗達20%,減少系統成本10%-20%。
AWR2188的整體性能(處理速度和射頻性能)實現了30%的提升,其數據轉換器采樣率達66Msps,線性調頻信號斜率高達266MHz/μs。這使得它的最遠探測距離可達350米甚至更遠,遠超傳統前向雷達約250米的水平。更遠的探測距離和更高的分辨率,意味著車輛能更早、更清晰地“看到”前方障礙物、橋梁、隧道以及行人、自行車等目標,為決策系統留出更充裕的反應時間,極大提升了行車安全性。
AWR2188的設計同時支持邊緣處理和新興的衛星雷達兩種架構。在衛星雷達架構中,雷達傳感器作為“衛星”,將原始高分辨率數據通過高速串行鏈路(如TI的FPD-Link技術)直接流式傳輸至中央計算單元進行集中處理與傳感器融合。AWR2188的靈活性讓汽車制造商可以根據自身平臺策略自由選擇最合適的部署方案。
DP83TD555J-Q1以太網PHY:將高速網絡延伸至車輛邊緣節點
隨著汽車內數據流量的激增,通信網絡成為制約系統性能的關鍵一環。德州儀器汽車系統業務部總監Mark Ng指出,未來的汽車堪稱“車輪上的數據中心”,需要處理大量高速數據。雖然CAN和LIN總線在基礎控制領域仍將長期存在,但以太網正成為滿足高帶寬、實時性、可擴展性需求的主力網絡技術。
據介紹,DP83TD555J-Q1是TI推出的首款10BASE-T1S以太網PHY器件,其重要意義在于將以太網的優勢擴展到了車輛的邊緣節點。
10BASE-T1S是一種10兆比特的以太網協議,它旨在為車門模塊、座椅控制、車內照明、電池管理傳感器等邊緣設備提供一種統一的通信協議。它并非旨在完全取代CAN或LIN,而是作為一種補充和增強,用于那些需要更高帶寬、遠程控制或精確時間同步的邊緣應用。
DP83TD555J-Q1還集成了媒體訪問控制器(MAC),使得任何邊緣微控制器都能輕松接入以太網網絡。其納秒級的時間同步能力對于需要協同工作的自動駕駛功能至關重要。此外,它支持數據線供電(PoDL),允許電力和數據通過同一對雙絞線傳輸,這可以顯著減少車輛線束的數量、重量和復雜度,從而降低成本和裝配難度,并提升可靠性。
通過DP83TD555J-Q1,TI助力構建一個完全基于以太網的統一車載網絡,使未來的架構演進與軟件功能部署變得更加簡易和高效。因此,其部署將是一個漸進過程,預計將從照明控制等應用開始,逐步擴展至車門、車窗等模塊。未來車輛中將呈現多種總線協議共存的局面,以最優方式滿足不同邊緣節點的多樣化需求。
三款新品協同效應:構建面向L3的完整技術棧
TDA5x SoC、AWR2188和DP83TD555J-Q1三款新品在TI的汽車生態系統中可以形成強大的協同效應,共同勾勒出支持L3自動駕駛的完整技術棧:
- 比如,在感知層(AWR2188)方面,提供遠距離、高精度、全天候的環境感知數據,特別是4D點云信息,為決策提供豐富輸入;
- 在通信層(DP83TD555J-Q1及TI更廣泛的網絡產品)方面,確保感知數據、控制指令能夠高速、可靠、實時地在傳感器、中央計算單元和執行器之間傳輸。AWR2188的原始數據可通過TI的FPD-Link串行器/解串器技術,高效傳輸至中央處理器;
- 在計算與決策層(TDA5x)方面,作為大腦,接收來自所有傳感器的融合數據,運行復雜的AI算法和感知模型,在極短時間內完成環境理解、路徑規劃與決策,并輸出控制指令。其高算力、高能效和功能安全特性,是實現L3級有條件自動駕駛的基石。
通過此次CES期間推出的三款汽車領域新品,德州儀器向業界清晰展示了其如何通過系統級創新,從計算、感知、通信三大維度,為汽車制造商提供一套可擴展、高效能、高安全性的半導體解決方案。
在軟件定義汽車和區域架構成為主流的今天,TI正以其深厚的技術積累和全面的產品組合,助力客戶平衡性能、功耗與成本,將更高級別的自動駕駛技術從高端車型普及至大眾市場。
從可擴展的算力引擎、突破性的單芯片雷達,到延伸至邊緣的以太網絡,TI的每一步創新,都在切實地推動著L3自動駕駛時代加速到來,讓未來出行體驗一步步從藍圖照進現實。