一文了解增強式 eCall 汽車(chē)設計

汽車(chē)應用領(lǐng)域的 eCall 設計對于很多工程師來(lái)說(shuō)還是比較復雜的，今天就聊聊增強式 eCall 汽車(chē)如何設計更加最簡(jiǎn)單，分享一些射頻設計專(zhuān)業(yè)知識和集成解決方案，幫助應對 eCall 應用中一些嚴苛的產(chǎn)品挑戰。

什么是 eCall？

e-Call 是歐洲的一種車(chē)輛緊急呼叫系統，可在交通事故中提供快速援助。其目標是保障生命安全、減輕傷害以及減少財產(chǎn)損失。

工作原理：當發(fā)生事故時(shí)，它會(huì )通過(guò)車(chē)輛的傳感器自動(dòng)激活緊急呼叫或 eCall。然后，該系統會(huì )自動(dòng)打電話(huà)給歐洲急救服務(wù)112呼叫中心。將會(huì )有一條電話(huà)線(xiàn)接通急救中心，通過(guò)全球定位系統發(fā)送事故確切位置的詳細信息。接下來(lái)，緊急調度中心會(huì )向該地點(diǎn)提供適當的援助。

自 2018 年起，在歐盟銷(xiāo)售的所有汽車(chē)和貨車(chē)都必須安裝 eCall 系統。其基本理念就是縮短應急響應時(shí)間，以減少傷亡等事故。

從可靠性角度來(lái)看，eCall 系統必須具有靈活性，因為當事故發(fā)生時(shí)，電池的電源線(xiàn)可能會(huì )被切斷，電子設備可能會(huì )斷開(kāi)連接或損壞。因此，需要小型電池之類(lèi)的備用電源，以便 eCall 系統能夠在惡劣環(huán)境條件下有效運行。

傳統的緊急呼叫方法

傳統的 eCall 系統傳統設計方法面臨的一些挑戰：

1.FR4-PC 板材料要求精心匹配，從而會(huì )增加插入損耗，降低性能。

2.額外的匹配和電源電路會(huì )提高系統的散熱溫度，從而限制系統的整體性能。

3.當針對不同的天線(xiàn)配置來(lái)配置開(kāi)關(guān)陣列時(shí)，設計靈活性就會(huì )受到限制。

4.與非雙卡雙通 (DSDA) 相比，在實(shí)現更高端設計模型的通用布局方面，DSDA 的能力比較有限。

解決方案通過(guò)集成應對挑戰

通過(guò)在一些射頻路徑上實(shí)現簡(jiǎn)單集成，可輕松地解決復雜性問(wèn)題。雖然這種方法明顯減少了一些復雜性、路徑損耗和匹配挑戰，但對您的設計改進(jìn)沒(méi)有多大的幫助。如圖 1中所示，集成一些開(kāi)關(guān)確實(shí)有助于減少匹配，無(wú)需使用許多 GPIO 控制，用更少的 MIPI（MIPI — 移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口）控制來(lái)代替，并減少開(kāi)關(guān)的數量。這種方法還可以節省成本，盡管與完全集成的方法相比，實(shí)現的成本節省非常少。

圖 1：具有一定集成度的 eCall 開(kāi)關(guān)架構示例

如圖 2 和 3 中所示，采用完全集成的方法可實(shí)現圖 2 所示集成無(wú)法實(shí)現的更多改進(jìn)。圖2 采用 DSDA 開(kāi)關(guān)選項架構，減少了前端匹配和射頻損耗，使用一個(gè) RFFE MIPI 控制，將所有分頻器集成在一個(gè)封裝內，并減少了材料成本和設計時(shí)間。

圖 2：完全集成的 eCall 開(kāi)關(guān)架構示例 — 使用引腳兼容的可選 DSDA (QPC1252Q)

圖 3 所示設計與圖 2 類(lèi)似，但未集成 DSDA 開(kāi)關(guān)選項架構。然而，它仍需要少量的射頻前端匹配，以提供圖 2 中所示的所有優(yōu)勢。

圖 3：完全集成的 eCall 開(kāi)關(guān)架構示例 — 使用非 DSDA (QPC1251Q) 路由開(kāi)關(guān)

Qorvo 擴大汽車(chē) eCall 解決方案組合，以改善緊急通信

Qorvo 面向緊急呼叫 (eCall) 的高性能寬帶天線(xiàn)開(kāi)關(guān)有助于確保在事故發(fā)生后與救生服務(wù)保持連接。利用這些開(kāi)關(guān)，車(chē)輛的主蜂窩信號能夠自動(dòng)中繼（或熱切換）至未受損的汽車(chē)天線(xiàn)，以尋求幫助。

Qorvo 汽車(chē)系列產(chǎn)品新增了 QPC1220Q 高線(xiàn)性度寬帶雙刀四擲 (DP4T) 天線(xiàn)路由開(kāi)關(guān)，它的工作范圍完全符合 AEC-Q100 2 級汽車(chē)認證要求。它具有高達 +34 dBm 的熱切換能力，非常適用于所有遠程通信控制單元 (TCU) eCall 和天線(xiàn)路由配置。此外，它還可以減少高達 1 dB 的插入損耗，從而盡可能提高傳遞到外部 eCall 天線(xiàn)陣列的有效功率，即使在信號覆蓋受限的區域，也可以實(shí)現更好的蜂窩和 5G 連接。

靈從電子角度來(lái)說(shuō)，我們的汽車(chē)越來(lái)越復雜，基本上成為一種新型移動(dòng)設備。隨著(zhù)射頻連接基礎設施日益普及，我們的汽車(chē)將更加安全，彼此之間以及與我們現有無(wú)線(xiàn)生態(tài)系統之間的連接也更加緊密。利用集成式 eCall 開(kāi)關(guān)系統解決方案就介紹這么多吧，想了解更詳細的設計細節的朋友請點(diǎn)擊閱讀原文。