晶振在自动驾驶汽车中的应用

汽车工业在这几年发展越来越快，而新能源汽车更是发展的如火如荼，但汽车自动驾驶功能也发展的非常快，据说，奔驰汽车在德国已经开放了L3级别自动驾驶功能汽车的测试，不过有比较多的限制条件，那么L3级别的自动驾驶汽车代表是怎样的驾驶功能呢？

在2013年定义汽车自动驾驶的分级是据NHTSA:（National Highway Traffic Safety Administration的缩写，翻译过来就是美国高速交通安全管理局）和SAE:【Society of Automotive Engineers的缩写，翻译过来是国际自动机工程师学会(原译为美国汽车工程师学会)】共同制定的，其中NHTSA定义了5个等级最高为L4，SAE定义了6个级别最高为L5，不过国际目前通用的是SAE的标准，最新修订版 SAE J3016(TM)《标准道路机动车驾驶自动化系统分类与定义》于2018年6月15号发布。定义功能如下：

我们从上表可以看出L3已经属于是有条件自动化驾驶了，其定义了由无人驾驶系统完成所有的操作，只是需要根据系统要求，驾驶员需要提供适当的应答。而奔驰L3级别的自动驾驶的这个功能叫做Drive Pilot，当用户开启了传统的L2驾驶功能(自适应巡航，车道保持)，然后如果Drive Pilot判定条件符合时候，奔驰方向盘有一个L3自动驾驶激活按钮和指示灯，指示灯会亮，那么这个时候按下激活按钮。Drive Pilot就能够激活了，它能够让驾驶员脱手自动驾驶，车子自动保持车道和调整车速，可以自动变道超车，可以识别道路上车辆插入或者绕过停在路上的车辆，可以识别交通例如后面追赶的警车等。在开启这项功能的时候驾驶员可以将注意力从道路上移开，可以看视频可以看邮件等，但汽车会持续监控驾驶员以确保他们不会打瞌睡。如果司机对汽车的注意请求没有反应，汽车就会靠边停车。进一步的无响应也会提醒急救人员寻求帮助。

但是目前这个Drive Pilot有很多限制例如：

1.    Drive Pilot 的工作速最高为60 公里/小时

2.    使用限制场景为重度和中度的繁忙交通中

3.    使用场景必须是高精地图(HD Map)覆盖的地方

4.    在大多数恶劣天气条件下都无法工作，例如下雨。

虽然如此多限制，但毕竟还是开了自动驾驶一个好的开端，允许驾驶员可以把注意力从道路中移开，可以看视频或者看邮件等操作，如果后续发展到L4级别乃至L5级别，可以实现没有任何限制的道路和环境条件下全自动驾驶汽车，驾驶员可以实现在车上玩游戏，休息，娱乐等功能的实现。

那么要实现这些功能要依靠什么才能实现呢？目前自动驾驶硬件组成路径里面有三种解决方案，奔驰采用的是基于激光雷达和HD map的方案这个方案是和特斯拉纯视觉方案侧重的传感器不同，奔驰L3级别的汽车内部署了多个雷达、摄像头和传感器，包括：激光雷达、短距雷达、长距雷达、前后左右和车内摄像头、超声波传感器等设备。由于需要与高精度地图HD Map通信，同时需要超高速网络通信设备来进行通信，同时需要处理这么多数据并需要自动驾驶的芯片，目前主流的自动驾驶芯片有英伟达(NVIDIA)、赛灵思(XILINX)、英特尔旗下的Mobileye、华为、地平线、高通等。

那么与晶振产品有什么关系呢？大家可能都不知道以上这些设备之间的通信，数据传输等都是需要晶振产品来驱动，如数据之间的传输技术，如蓝牙、RFID、Wi-Fi、UWB超宽带、5G、CAN总线、LIN、以太网、FlexRay、NFC、C-V2X等技术都是需要晶振频率来驱动的，据统计，普通一辆家用汽车大概需要使用30~40颗晶振，而新能源智能汽车则需要更多，大约为100颗以上，而现在更多的新能源智能汽车只是处于L2级，如果到L3级乃至更高，则需要更多的晶振产品，目前汽车大部分使用的晶振产品频率有32.768kHz、8MHz、12.288MHz、18.08MHz、21.978717MHz、24MHz、25MHz、26MHz、27MHz、40MHz、100MHz、133.33MHz、156.25MHz等频率，从HC-49系列晶振到SMD 2016尺寸都有覆盖，从普通无源晶振到差分晶振和温补晶振都有使用，汽车用晶振产品会分为2种，一种是前端就设计进去的，通常温度要求达到-40°C~+105°C，最高-40°C~+155°C,如TPMS胎压监测、ADAS系统、车身控制系统、安全气囊等，后装设计的要求稍微低一点-40°C ~+85°C，如行车记录仪、汽车多媒体等，不过前端有部分也有用-40°C ~+85°C的工作温度的晶振产品，不过一般要做前端汽车晶振产品认证，需要有AEC-100/200认证和ISO TS16949认证的工厂。据市场预测随着汽车智能化渗透率的不断提升，单辆汽车晶振需求量逐年增加，将由 2020 年每台车 80 个晶振需求增加至 2025 年的 130 个，车载晶振市场规模将达到 120 亿，所以未来我们晶振行业是大有可为的。