Enchips millimeterradar i CMOS

När Texas Instruments idag lanserar sin nya serie radarsensorer innebär det både ett tekniskt och ett kommersiellt genombrott. Komponenterna är helt tillverkade i CMOS (45 nm) och innehåller både RF-del (76-81 GHz) och signalbehandlingsenheter (DSP + CPU). Komponenterna kan användas i allt från fordon till konsumentelektronik och radartekniken kan plötsligt konkurrera med ”vanliga” sensortekniker.

05tiradar01
– Vi ser otroligt många tillämpningar, samtidigt som det här konkurrerar ut SiGe i millimeterområdet, säger Sameer Wasson, ansvarig för radarkomponenter hos Texas Instruments.

De flesta är överens om att autonoma bilar kräver radarsensorer för att klara kraven. Men radar passar också i en mängd andra tillämpningar om bara priset och energiförbrukningen är tillräckligt lågt.

– Ta till exempel en drönare med kamerasensorer, säger Sameer Wasson. Den är oerhört användbar, men kan inte se kraftledningar på tillräckligt avstånd. Det är ett jätteproblem, som enkelt kan lösas med våra radarsensorer. De kan detektera kraftledningar på över 80 m avstånd.

CMOS-tekniken innebär att komponenterna kan köras med så lite som 150 mW effektförbrukning. Det är en fjärdedel jämfört med befintlig teknik. Enchipslöningen gör också att utrymmeskravet minskar drastiskt. Komponenterna är bara 10,4 mm x 10,4 mm  stora.

Men enchipstekniken innebär också en rad andra fördelar. I och med att sändare, mottagare och signalbehandling ligger på samma chip behöver man inte ta hänsyn till varierande temperatur på olika delar.

– Det innebär att upplösningen kan bli fantastiskt hög. Vi kan mäta tjockleken på ett hårstrå på många meters avstånd. För fordon innebär det bland annat att vi klarar att hantera mycket högre hastigheter än vad som hittills  varit möjligt.

Billig teknik
Varken Greg Delagi, senior vice president Embedded Processing, eller Sameer Wasson vill tala om lågpriskomponenter, men priset är naturligtvis en avgörande faktor i Texas Instruments satsning. 45 nm CMOS är en billig process och konstruktörerna har inte behövt göra några stora förändringar. Processen ägs visserligen av Texas Instruments, men produktionen kommer att göras hos en av kiselsmedjorna.

I jämförelse med SiGe och GaAs blir naturligtvis produktionen mycket billigare, samtidigt som det är mycket lättare att integrera processorer och DSPer. I de nya komponenterna finns både VLIW-DSPer och ARM-processorer och det innebär att all  signalbehandling kan ske på chipet. Radar kan plötsligt bli en lågpristeknologi.

Vet inte vart det leder
Idag finns en stor efterfrågan på radarkomponenter av det här slaget från fordonstillverkarna och från industrin. Men litet format och låg energiförbrukning innebär att tekniken kan användas nästan överallt.

– Vi vet faktiskt inte vad som kan komma att hända, säger Greg Delagi. När vi talar med kunder dyker det hela tiden upp helt nya användningsområden. Behovet av den här typen av sensorer är tydligen gigantiskt.

05tiradar03
Greg Delagi

Komponenter och hjälpmedel
Texas Instruments lanserar till att börja med fem olika komponenter, med olika innehåll. AWR1243, AWR1443 och AWR1642 är i första hand avsedda för fordonsmarknaden och varierar vad gäller prestanda och integrerade funktioner. Fordonskomponenterna har inbyggda signalbehandlingsalgoritmer som garanteras av Texas instruments.

IWR1443 och IWR1642  är avsedda för industrimarknaden och skiljer sig även de vad gäller integration.

Den som vill  börja konstruera med radarkomponenterna får mycket hjälp. Prototypkort, mjukvarubibliotek och testapplikationer gör att konstruktörer kan komma igång snabbt.

Men var det slutar vet ingen.

05tiradar02
Demokort med radarkomponent

Comments are closed.