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作者：德州儀器 文章中討論的其他器件： LM76003-Q1, TPS65000-Q1, TPS6594-Q1 自動駕駛技術，作為出行安全和效率提升的有效途徑，獲得了汽車等相關產(chǎn)業(yè)的廣泛關注。而隨著計算機視覺系統(tǒng)的日益成熟，前視攝像頭(front camera)也日漸成為了自動駕駛系統(tǒng)中經(jīng)濟、有效而又不可或缺的一環(huán)。 那本系列文章將會對前視攝像頭系統(tǒng)各個模塊進行深度解剖，并詳細闡述各個模塊中TI 性價比極高的明星產(chǎn)品，為攝像頭的設計選型提供便利。整個系列將會分為以下幾個部分詳細展開： 第一節(jié)：供電模塊 第二節(jié)：信號處理模塊 第三節(jié)：接口模塊 第四節(jié)：監(jiān)測以及檢測模塊 
圖 1：前視攝像頭系統(tǒng)框圖 第一節(jié) 供電模塊 攝像頭供電系統(tǒng)，如圖2所示，一般先從蓄電池取電，經(jīng)過一級變換后將電壓轉換為5V/3.3V的中間電壓。然后經(jīng)過第二級電壓變換，轉化為負載需要的電壓。一般來說，基于車載攝像頭的使用以及安裝場景，前視攝像頭供電系統(tǒng)一般需要滿足以下三個需求： (1)盡可能小的體積； (2)較好的熱性能； (3)易于使用且支持后續(xù)編程拓展。 那下文將會緊扣這三點，從(i) 一級(Pre-regulation)電源； (ii)二級(POL)電源兩部分對TI提供的解決方案以及明星產(chǎn)品做一個詳細介紹。
圖2: Front camera供系統(tǒng)框圖 1. 一級(Pre-regulation)電源--寬輸入Buck芯片 乘用車一般配備12V蓄電池，而商用車配備更高的24V蓄電池。由于汽車起動瞬間會有較高的電壓尖峰，為了提高供電的穩(wěn)定性，與蓄電池直連芯片的輸入電壓范圍通常會預留較大的電壓裕量。TI 針對12/24V蓄電池推薦的寬輸入Buck芯片明星產(chǎn)品如下表。 表1 一級電源Buck選型表
以LM7600X-Q1系列同步降壓芯片為例，該系列 (a)提供Pin-to-Pin的不同電流擋位選擇，有利于后續(xù)的產(chǎn)品升級; (b)能夠實現(xiàn)PFM和PWM模式無縫切換，提高輕載時的效率(LM76003-Q1最高效率達到95%，如圖3(a))；并且導通電阻較小，確保高效； (c)外圍電路簡單，引腳專為簡化 PCB布局而設計，可提供優(yōu)異的 EMI (CISPR25) 和熱性能,，如圖3(b).
圖3: LM76003-Q1重要參數(shù)圖 2. 二級電源（POL） 2.1 CMOS傳感器供電 CMOS傳感器對噪聲非常敏感，尤其是AVDD供電紋波噪聲會直接影響圖像質量，甚至造成圖像失真。所以傳感器AVDD電平一般選用輸出噪聲噪聲極小的LDO進行供電。并且供電模塊的EMI 以及熱性能都對最后生成的圖像質量有影響。TI 根據(jù)方案的集成度，提供了三種可靠的CMOS供電方案。 (a)Integrated集成方案：PMIC(TPS65000-Q1/TPS650320-Q1) 以利用TPS65000-Q1給某品牌CMOS傳感器供電為例，TPS65000-Q1提供兩路高精度輸出的LDO以及一路高效率Buck，且輸入可調，能夠使用多品牌不同電源軌的需求。且buck頻率高達2.5MHz，有效地減小了電感等無源器件的體積，從而縮小了整體模塊的體積。
圖4 :集成供電方案 后續(xù)即將量產(chǎn)的TPS6503X-Q1系列PMIC，針對不同的CMOS供應商，給出了定制的PMIC解決方案，詳見文檔：https://www.ti.com.cn/cn/lit/an/slvaey0a (b)Semi-integrated 半集成方案--LDO+雙路Buck 半集成方案的好處是可以根據(jù)CMOS sensor安裝位置，優(yōu)化PCB板設計，靈活度高
圖5: 半集成供電方案 該方案性價比最高，且芯片可選種類繁多。TI汽車中的LDO以及雙路Buck明星產(chǎn)品如下表所示。 表2 CMOS sensor 供電明星產(chǎn)品選型表
(c)Discrete分立方案--LDO+BUCK*2 分立方案總體價格較低，但由于芯片數(shù)量增多，為攝像頭模塊的小封裝布局提供了極大的困難。所以一般不推薦使用。 2.2 Processor+Memory供電--PMIC 由于前視攝像頭處理器中集成了GPU、Safety MCU、圖像信號處理器ISP以及以太網(wǎng)接口等模塊，因此電源需求較多，且對各路電源要求不一。TI 為多種processor定制了PMIC供電方案。以處理器中常用的PMIC芯片——TPS6594-Q1為例， • TPS6594-Q1集成了5路Buck和4路LDO(其中一路極低噪聲的LDO); • 具有低EMI噪聲以及良好的熱性能，并且外圍電路較少、易于使用; • PMIC剩余輸出的Buck通道，還可以用來給存儲器(Memory)供電，能夠有效縮小整體解決方案的體積。 TI為不同的處理器（TDA4/Mobileye Qx/Xilinx /NXP等）定制的PMIC供電方案,如下表所示。 表3 Processor 供電PMIC選型表
Mobile EyeQx供電參考設計: https://www.ti.com.cn/cn/lit/an/snva869/snva869.pdf Xilinx 供電參考設計: https://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/tidt182/tidt182.pdf Renesas R-Car M3供電參考設計：https://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/snvu675/snvu675.pdf 綜上，TI 能夠提供一個非常完整的前視攝像頭供電方案，性價比高、電磁干擾低，能夠精簡模塊設計，在滿足模塊熱性能的同時縮小整體解決方案體積，為您的前視攝像頭訂制完美的解決方案。 |
