浅谈ADI推动汽车行业发展的一些应用场景
本帖最后由 慕容雪花 于 2023-10-22 16:16 编辑<p>ADI在诸多的工业应用场景提供了非常高精尖的先进产品，从智能手环里面的加速度计到哈勃望远镜上的运放和变换器，以及在高性能飞机、深空探测器、精确打击武器等应用中使用的高可靠性解决方案。</p>
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<p>对于我所在的汽车制造行业，尤其是其中的细分领域-汽车线束制造行业，本着“立足生成，放飞思路”的宗旨，整理了自己对一些浅显理解。</p>
<ul>
<li>汽车整车电子电器架构下的汽车电线束架构简化，</li>
<li>汽车电线束制造流程以及</li>
<li>汽车电线束总布置</li>
<li>汽车内的空气质量检测与噪声控制ANC</li>
</ul>
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<p><span style="font-size: 18px;"><strong>一、整车电子电器架构下的汽车电线束架构简化</strong></span></p>
<p>整车电线束是整车系统的神经系统，重要性不言而喻，而其重量也占到了整车重量的3%~5%。而且随着ADAS以及智能座舱系统的加速更新迭代，整车电线束系统日趋复杂。因此采用新架构，使用新的总线技术来优化整车架构势在必行。</p>
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<p>在降低整车电线束系统复杂性和重量方面，不得不提ADI推出的车用音频总线(A2B®)技术。该技术向未来的车辆信息娱乐系统提供关键支持。根据官方提供的数据，使用该技术后相关布线重量减少75%，并且可提供高保真音频，同时提高燃油效率。A2B产品系列可实现语音识别和主动降噪等多种应用。</p>
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<p>A<sup style="top: -0.5em; color: rgb(51, 51, 51); text-transform: none; line-height: 0; text-indent: 0px; letter-spacing: normal; font-family: Helvetica, "Microsoft Yahei", 微软雅黑, Simsun, 宋体, Arial; font-size: 10.5px; font-style: normal; font-weight: 400; word-spacing: 0px; vertical-align: baseline; white-space: normal; position: relative; box-sizing: border-box; orphans: 2; widows: 2; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-color: initial; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial;">2</sup>B 是一种高带宽双向数字音频总线。A<sup style="top: -0.5em; color: rgb(51, 51, 51); text-transform: none; line-height: 0; text-indent: 0px; letter-spacing: normal; font-family: Helvetica, "Microsoft Yahei", 微软雅黑, Simsun, 宋体, Arial; font-size: 10.5px; font-style: normal; font-weight: 400; word-spacing: 0px; vertical-align: baseline; white-space: normal; position: relative; box-sizing: border-box; orphans: 2; widows: 2; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-color: initial; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial;">2</sup>B 能够在很长的距离上（节点间的距离最长达15 m，整个菊花链长度超过40 m），使用一条非屏蔽双绞线传输I<sup style="top: -0.5em; color: rgb(51, 51, 51); text-transform: none; line-height: 0; text-indent: 0px; letter-spacing: normal; font-family: Helvetica, "Microsoft Yahei", 微软雅黑, Simsun, 宋体, Arial; font-size: 10.5px; font-style: normal; font-weight: 400; word-spacing: 0px; vertical-align: baseline; white-space: normal; position: relative; box-sizing: border-box; orphans: 2; widows: 2; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-color: initial; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial;">2</sup>S/TDM/PDM数据和I<sup style="top: -0.5em; color: rgb(51, 51, 51); text-transform: none; line-height: 0; text-indent: 0px; letter-spacing: normal; font-family: Helvetica, "Microsoft Yahei", 微软雅黑, Simsun, 宋体, Arial; font-size: 10.5px; font-style: normal; font-weight: 400; word-spacing: 0px; vertical-align: baseline; white-space: normal; position: relative; box-sizing: border-box; orphans: 2; widows: 2; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-color: initial; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial;">2</sup>C控制信息以及时钟和供电信号。 A<sup style="top: -0.5em; color: rgb(51, 51, 51); text-transform: none; line-height: 0; text-indent: 0px; letter-spacing: normal; font-family: Helvetica, "Microsoft Yahei", 微软雅黑, Simsun, 宋体, Arial; font-size: 10.5px; font-style: normal; font-weight: 400; word-spacing: 0px; vertical-align: baseline; white-space: normal; position: relative; box-sizing: border-box; orphans: 2; widows: 2; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-color: initial; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial;">2</sup>B可用作自己内置嵌入式子网的网络，或与其他较长的距离协议结合使用的端点传输总线。时钟在单个A<sup style="top: -0.5em; color: rgb(51, 51, 51); text-transform: none; line-height: 0; text-indent: 0px; letter-spacing: normal; font-family: Helvetica, "Microsoft Yahei", 微软雅黑, Simsun, 宋体, Arial; font-size: 10.5px; font-style: normal; font-weight: 400; word-spacing: 0px; vertical-align: baseline; white-space: normal; position: relative; box-sizing: border-box; orphans: 2; widows: 2; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-color: initial; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial;">2</sup>B 网络中的所有节点上同步。同时在系统中的每个节点上接收麦克风和串行音频数据。【2】</p>
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<p><span style="font-size: 18px;"><strong>二、汽车电线束制造流程</strong></span></p>
<p>在汽车线束制造过程中，有一个需要非常耗时的环节就是电线束的组装工作。比如如下是一个保险丝盒的示意图。里面涉及到了导线，端子，连接器等物料。</p>
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<p>1. 这一系列物料的分类是一个可以利用MAX78000来构建人工智能设备，利用摄像头以及图像分类算法来自动分类端子，导线，盲堵和密封塞，大大节约人为分类成本。</p>
<p>2. 线束组装的时候，复杂的线束看板非常大，前后工人完成的工作的时间如果不能得到平衡，耗时久的工序就会导致整个制作过程耗时长。因此可以利用机器视觉来计算不同工位的完成时间，供后台分析使用，从而优化耗时大的工位。</p>
<p>3. 物料不够的时候，机器视觉判断，然后提醒系统物料短缺，减少等待时间。</p>
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<p><span style="font-size: 18px;"><strong>三、汽车电线束总布置：</strong></span></p>
<p>汽车生产制造主要有四大工艺，冲焊涂总。</p>
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<li>冲压车间现在冲压车间的自动化水平很高，大批量的使用自动冲压设备和传动装置。</li>
<li>焊装车间先进的焊装车间大批量使用焊接机器人，机器人对焊点质量，焊接一致性等的保障程度都很高，不会有“人”疲劳问题，情绪波动问题等。</li>
<li>涂装车间涂装车间的设备是封闭性的，大量的设备使用，维修人员也是不可替代的部分。</li>
<li>总装车间总装配车间的<em><u><strong>自动化水平最低，人员使用量最大</strong>。</u></em>因为总装车间的装配性特点，需要把各种零件装配成一台整车。【1】</li>
</ol>
<p>一个真实的案例是有一个客户在总装阶段少安装一个导线（回路）导致该车型发生召回，损失不少。可以设想如果使用了无线连接技术，在终端设备与连接器之间建立通信连接后，可以获取该连接器的二维平面图、三维图以及电气连接性以及相关孔位/引脚。这将从某种程度上有效的避免这类错误的发生。这种成本与车辆召回相比，应该是非常经济的。</p>
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<p>这其中可能用到的技术是：DeepCover® secure NFC/RFID应答机（标签）和收发器（读取器）采用双向安全模型来实现非常安全的免接触通信。我们的RFID收发器IC包含基于FIPS 180-4标准的安全散列算法-256 (SHA-256)安全认证器协处理器。与我们的NFC应答机IC配对时，双向安全模型会强制进行双向认证。每个NFC标签包含一个专有的64位ROM ID和UID，用作该应用中的电子序列号。我们的安全NFC和RFID读取器支持新的工业和医疗应用，例如节点-设备安全验证、自动化设备配置、使用限制设置以及实现传感器-标签。</p>
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<p>基于ADI的NFC技术，在关键的连接器上面使用NFC标签。在总装的时候使用终端设备快速扫一扫便可以定位零件连接线，防止接反、漏接电路，从而尽可能避免影响电气功能。<br />
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<p><span style="font-size: 18px;"><strong>四、汽车内的空气质量检测与噪声控制ANC</strong></span></p>
<p>此外，还想到可以借助ADI的《适用于室内空气质量监测的挥发性有机化合物检测器》来用来检测汽车VOC，保障车内空气质量，避免损害司乘身体健康。该方案的电路针对Figaro TGS8100传感器进行了优化，传感器由 MOS检测芯片和集成加热器（利用MEMS技术形成于硅 基板）构成。适当修改硬件和软件，便可使用其他MOS 传感器。 测试是在气体腔中利用一氧化碳完成。结果与传感器数据 手册规格进行了相关性分析。</p>
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<p>该电路利用金属氧化物传感器检测挥发性有机化合 物组成的气体，从而测量室内空气质量。传感器由加热电 阻和检测电阻组成。当加热检测电阻时，其值随不同气体 的浓度而改变。</p>
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<p>以及使用ADI的汽车主动降噪技术ANC来给司乘人员一个安静的驾乘体验。</p>
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<p><span style="font-size: 18px;"><strong>总结：</strong></span></p>
<p>ADI的先进技术被广泛的应用在汽车行业的各个分支，涵盖了汽车研发，制造，充电桩，车联网等方方面面。本文稍加总结了一些自己对一些浅显理解，难免有纰漏，敬请指正。</p>
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<p><span style="font-size: 18px;"><strong>参考文献：</strong></span></p>
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<li>作者：北方车厘子，链接：<a href="https://www.zhihu.com/question/574465855/answer/2843049053">https://www.zhihu.com/question/574465855/answer/2843049053</a></li>
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<p>作者：ADI，链接： C²B大幅降低汽车摄像头的线束成本 <a href="https://www.analog.com/cn/product-category/automotive-audio-bus.html">https://www.analog.com/cn/product-category/automotive-audio-bus.html</a></p>
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<p>作者：ADI，链接：<a href="https://www.analog.com/cn/product-category/nfcrfid-products.html">https://www.analog.com/cn/product-category/nfcrfid-products.html</a></p>
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