高级驾驶辅助系统 (ADAS) 是现代汽车普遍存在的功能，包括用于提高汽车安全性和驾驶性能的大量电子技术。ADAS 功能包括自适应巡航控制 (ACC)、前向碰撞警告 (FCW)、交通标志检测 (TSD)、车道偏离警告 (LDW)、自动制动系统和电池管理。这些对安全至关重要的功能问世 20 年后，有助于减少因道路事故而发生的险情、受伤和死亡的可能性。ADAS 包括霍尔效应和 xMR（磁性）传感器，能够实时、准确地测量转速、位置和距离等变量。例如，基于摄像头的传感器 IC 从周围环境中捕获信息，例如与车辆和障碍物的距离，
构建 ADAS 的基本考虑因素
汽车行业的新兴趋势对汽车制造商提出了更高的要求，以提高汽车的安全性和驾驶性能。下面讨论的是工程师在设计配备尖端 ADAS 的车辆时应考虑的六个基本考虑因素。
ASIL 合规性
汽车安全完整性等级 (ASIL) 是基于 ISO 26262 的风险分类系统，提供了保证道路车辆功能安全的指南。根据 ISO 26262，功能安全是“不存在由于电气和电子系统故障行为引起的危险而导致的不合理风险”。ASIL 系统由四个级别组成：A、B、C 和 D（A 是最低的汽车危险，D 是最高的）。ASIL 值是在通过评估参数（例如暴露、严重性和可控性）对潜在危害进行必要的风险分析后分配的。例如，尾灯属于 ASIL A 级别，而后视摄像头、刹车灯、雷达巡航控制和视觉 ADAS 属于 ASIL B。同样，发动机管理和主动悬架属于 ASIL C。相比之下，
GMR 与霍尔技术
霍尔效应传感器通过测量将半导体器件置于磁场中时电压电平的变化来工作，从而将磁编码信息转换为电信号。在汽车中，霍尔效应传感器测量距离、位置和速度。例如，与 BiCMOS 处理电路单片集成的霍尔传感器可以测量发动机旋转的时间和方向。霍尔效应，因为它以恒定电流测量导体周围的磁场强度，因此可以反向测量电池管理等汽车应用中的电流。
GMR 与霍尔效应技术相比具有一些优势。GMR 传感器基于巨磁阻 (GMR)，还单片集成了磁阻传感器元件和 BiCMOS 电路。与霍尔效应 IC 相比，基于 GMR 的传感器 IC 在更远的气隙（例如，变速箱和轮速感应以及发动机控制）处以更低的边缘抖动实现高精度的转速测量。它们可以将霍尔传感器的性能与更小的磁信号相匹配，并在类似的气隙下优于抖动。这些优势与紧凑的封装尺寸相结合，使其适用于组件密集型配置。
使用最新的 3D 传感器 IC
为了避免在快节奏的汽车行业过时，工程师必须确保他们使用的硬件和软件可以在未来进行更新。完全集成的霍尔效应传感器非常适合用于线性位置和绝对旋转传感。最新的解决方案提供片上诊断，以帮助提高驾驶员辅助和自动驾驶车辆的驾驶员、乘客和行人安全。
Allegro MicroSystems 的 3DMAG 传感器 IC 集成了垂直和平面霍尔效应元件，可检测三个磁场分量（X、Y 和 Z）中的两个。使用可配置的信号处理、线性化和角度计算，它们可以准确地解析移动磁性目标的绝对旋转（全 360° 和短行程 <360°）或线性位置。这些完全集成的传感器可提供满足对安全至关重要的汽车应用的严格要求所需的测量精度和性能。Allegro 的传感器 IC 旨在满足 ISO 26262 和 AEC 认证，始终处于创新的前沿。其应用包括动力总成执行器、电子油门、踏板位置和制动缸位置。
卡钳制动与电动制动
现代汽车和卡车中的传统前轮和四轮盘式制动器通过卡钳使用液压将制动片施加到转子上。然而，随着车辆变得更加高效，机械功能正在电气化以减轻重量和排放。电动制动，也称为线控制动，有助于解决现代车辆中传统制动系统的一些限制。仅使用液压制动的挑战包括由于摩擦、刹车片磨损和制动液泄漏而产生的尖锐噪音。车轮未对准也会导致盘式制动器故障，从而影响汽车的安全性和驾驶性能。
另一方面，电动制动器最大限度地减少了容易发生故障的机械动作。当踩下制动踏板时，传感器检测其位置并将电子信号传递给控制单元，该控制单元向电磁执行器发送命令，根据施加的压力激活卡钳以减慢或停止运动。Allegro MicroSystems 提供霍尔效应和 xMR 传感器 IC，用于在电动制动应用中进行精确的位置测量。这些产品符合汽车行业标准，例如 ASIL 和 ISO 26262 以及 EMC 要求。
转向应用
2012 年，美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 要求汽车制造商在所有新车中集成电子稳定控制系统 3 (ESC)，以提高车辆的安全性，从而降低道路事故风险。ESC 模块通常是车辆 ABS 模块的一部分，并包含用于测量偏航率、横向加速度、车轮速度、方向盘角度和转向扭矩等参数的传感器。霍尔效应和 xMR 传感器 IC 可用作转向角传感器，以检测方向盘的方向和速度，然后将信息传递给 ESC 模块，该模块使用算法来确定转向是否准确或车辆是否正在转向在错误的方向。相似地，
用于平视显示器的 DC/DC 稳压器和 LED 驱动器
ADAS 子系统使用稳压器为微控制器、传感器和收发器供电，以实现最佳能效，同时满足 ASIL / ISO 26262 标准。Allegro 为 12V 和 24V 系统提供范围广泛的宽输入 0 级汽车电源管理 IC，输入电压范围为 2.8 至 50 V。
LED 照明因其众多优势而成为汽车应用不可或缺的组成部分，包括低电压运行、高发光效率、紧凑的占位面积、热稳定性和紫外线稳定性以及更长的使用寿命。LED 非常适合用于平视显示器 (HUD)，包括使用 PWM 调光的非常宽的调光范围（对比度）。外部 LED 安全照明可以使用多种 LED 配置，包括不同数量的 LED、灯串和 LED 颜色。因此，可能需要各种 LED 驱动器拓扑，包括线性、降压、升压和降压-升压 - Allegro 的 LED 驱动器 IC 产品组合涵盖所有这些。
ADAS 功能可提高安全性和驾驶性能
现代汽车和卡车的驾驶辅助功能对汽车制造商提出了越来越高的要求，以提高车辆的易用性、安全性和驾驶性能。此外，ADAS 通过集成用于速度和位置感应以及电压调节的电子元件，防止可能导致险情、受伤和道路事故的人为错误。设计 ADAS 的工程师必须使用一流的组件并确保符合汽车行业标准。诚然，Allegro 是值得信赖的全球汽车应用传感器和稳压器供应商。
最初由All About Circuits于 2021 年 8 月发布。经许可重新发布。
