恩智浦PurpleBox分布式雷達架構推動(dòng)智駕核心技術(shù)

隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)向高度自動(dòng)駕駛演進(jìn)， ADAS成為提升道路安全和駕駛體驗的關(guān)鍵技術(shù)。根據世界衛生組織的數據，全球每年約有130萬(wàn)人死于交通事故，其中半數以上涉及行人、騎行者等弱勢道路使用者。為應對這一挑戰，ADAS技術(shù)通過(guò)雷達、攝像頭等多傳感器融合，實(shí)現車(chē)輛的環(huán)境感知、決策與控制。恩智浦作為行業(yè)領(lǐng)導者，提出了創(chuàng )新的PurpleBox ADAS架構和雷達處理方案，為未來(lái)智能汽車(chē)提供了高效、安全的技術(shù)路徑。

ADAS架構的演進(jìn)與挑戰

ADAS功能的擴展直接推動(dòng)了車(chē)載傳感器數量的激增。2018年至2027年，單車(chē)雷達傳感器的平均數量預計從0.5個(gè)增至3.5個(gè)，涵蓋前向、后向、角雷達等多個(gè)方位。例如，前向雷達用于自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）和自適應巡航控制（ACC），后角雷達支持盲點(diǎn)監測（BSD），而新增的前角雷達則用于交叉路口預警（FCTA），以保護行人安全。

傳統ADAS架構采用分布式設計，每個(gè)雷達傳感器獨立處理數據并輸出點(diǎn)云或目標列表。這種模式導致ECU數量增加，線(xiàn)束長(cháng)度超過(guò)5公里，重量達60公斤，不僅成本高昂，還限制了數據融合的效率。此外，隨著(zhù)攝像頭、激光雷達等傳感器的加入，集中式處理需求愈發(fā)迫切。

為解決線(xiàn)束復雜性和ECU冗余問(wèn)題，車(chē)企轉向區域化架構，將車(chē)輛劃分為前、后、角等多個(gè)區域，通過(guò)區域ECU整合傳感器數據并與中央計算機通信。這種架構支持軟件定義車(chē)輛（SDV）和OTA升級，同時(shí)降低線(xiàn)束成本和重量。

雷達處理的技術(shù)挑戰

現代雷達傳感器（如4接收天線(xiàn)）產(chǎn)生高達2Gb/s的原始數據。經(jīng)過(guò)FFT壓縮后，數據量仍需1Gb/s以太網(wǎng)傳輸。若直接由中央計算機處理，不僅占用昂貴的CPU資源，還可能因多任務(wù)處理引入延遲，影響ADAS的實(shí)時(shí)性要求。

多雷達共存導致信號干擾問(wèn)題愈發(fā)突出。相鄰車(chē)輛的雷達信號可能導致檢測失真，甚至引發(fā)誤判。傳統分布式架構難以全局協(xié)調頻率和時(shí)隙，而集中式處理則可通過(guò)中央干擾管理算法動(dòng)態(tài)調整參數，確保信號質(zhì)量。

雷達傳感器通常安裝在保險杠后方，空間和散熱條件有限。將信號處理移至外部ECU可減少傳感器功耗，允許采用塑料外殼替代金屬部件，實(shí)現輕量化和小型化設計。

雷達橋接器的核心作用

恩智浦提出的雷達橋接器是一種專(zhuān)用處理器，可集成到區域ECU或中央計算機中。

其核心功能包括：

• 原始數據融合：接收多雷達原始數據，生成高分辨率點(diǎn)云；

• 低延遲處理：通過(guò)專(zhuān)用硬件實(shí)現“單核任務(wù)”，確保實(shí)時(shí)性；

• 干擾補償：利用機器學(xué)習算法修復受干擾信號；

• 真實(shí)速度測量：結合多雷達數據計算目標的垂直速度分量。

雷達橋接器可執行聚類(lèi)和跟蹤算法，生成的目標列表不僅用于A(yíng)DAS決策，還可作為中央計算機的冗余驗證，提升系統安全性。此外，通過(guò)坐標轉換，支持更精確的路徑規劃。

PurpleBox是恩智浦推出的分布式雷達架構參考平臺，支持連接最多5個(gè)雷達傳感器，并通過(guò)PCIe接口擴展存儲或AI加速模塊，如Hailo 26 TOPS加速器。其核心優(yōu)勢包括：

• 多傳感器融合：處理多雷達原始數據，生成高密度點(diǎn)云；

• 靈活擴展性：兼容不同雷達型號，支持軟件定義功能；

• 開(kāi)發(fā)友好性：提供PC端可視化工具，簡(jiǎn)化算法驗證。

Pluto作為恩智浦的參考雷達設計，集成SAF8xxx單芯片SoC，實(shí)現雷達收發(fā)器、多核處理器和車(chē)載以太網(wǎng)通信的高度集成。該傳感器支持原始數據輸出，與PurpleBox協(xié)同優(yōu)化，為客戶(hù)提供完整的端到端解決方案。

產(chǎn)品組合協(xié)同作用

恩智浦通過(guò)SAF8xxx SoC與S32處理器、車(chē)載網(wǎng)絡(luò )芯片的組合，構建了從傳感器到中央計算的完整技術(shù)棧。此外，與Hailo等AI公司的合作，進(jìn)一步增強了雷達橋接器的機器學(xué)習能力，支持復雜干擾場(chǎng)景下的信號修復。

隨著(zhù)區域化架構和雷達橋接器的普及，ADAS系統將向更高集成度和智能化演進(jìn)。恩智浦的技術(shù)方案不僅降低了系統成本，還通過(guò)以下創(chuàng )新推動(dòng)行業(yè)發(fā)展：

1. 超高分辨率點(diǎn)云：通過(guò)雙雷達協(xié)同（Bistatic模式）實(shí)現虛擬大孔徑，提升角分辨率；

2. 軟件定義雷達：支持OTA升級，實(shí)現功能迭代和個(gè)性化配置；

3. 跨域協(xié)同：區域ECU整合多傳感器數據，支持更復雜的決策邏輯。

點(diǎn)擊資料下載：

恩智浦SAF85xx RFCMOS 汽車(chē)雷達 SoC.pdf

恩智浦S32R45雷達處理器.pdf

恩智浦PurpleBox 分布式架構的參考設計.pdf