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ADAS普及步伐不断加快,新兴个人医护市场开始出现

发布时间:2013-02-04 来源:电子元件技术网 责任编辑:sherryyu

【导读】混合动力和纯电动汽车虽然代表着未来的发展大方向,但毕竟因这因那的原因而无法进入量产。ADAS却不同,它可以获得市场即时的回报,因此也获得了更多公司的关注。另一今年很有发展前景的市场是个人医疗监护和诊断设备。下文将为你详细解读。

在汽车领域,越来越多的中国公司非常关注混合电动汽车和纯电动汽车。两三年前,电动汽车的发展还仅仅停留在测试阶段,而现在他们不仅追求安全标准和特色设置,还包括先进的驾驶辅助系统。这是一个有着市场回报的领域,ADI在这里同样具有市场领导力。

电池技术是新能源汽车的重要驱动力。目前,新能源汽车中的电池对新能源汽车的发展带来很大的挑战。如何改善电池的充电时间、使用寿命、减轻电池的重量,增加电池的续航能力、降低成本、保证使用安全等等问题,都是新能源汽车迫切需要而且必须要解决的问题。

在中国,经过几年的快速发展,消费者对汽车已逐渐转向对安全等更高层次的需求。这些高需求也使得汽车安全系统越来越向智能化的方向发展。

ADI公司亚洲区行业市场总监周文胜表示:“代表一种重要的市场新趋势,ADAS(高级驾驶员辅助系统)作为ABS(防抱死制动系统)、安全气囊和稳定控制系统之后的技术革新,其普及步伐不断加快。”

ADAS的核心是通过视觉或者雷达技术检测车辆周围的环境信息,经DSP处理,然后采取相应的预警或干预措施,可以从多方面大大提高行车安全性。通过安装后视/前视/侧视摄像头和视觉处理ECU,可以实现多种功能来帮助驾驶员提前防范风险。

在微混动领域,ADI推广用于铅酸电池管理的系统级芯片(ADuC703X)。起停功能可以提高传统汽车的燃油使用效率。例如,汽车在等红灯的情况下,可以通过这个系统将发动机关掉以降低油耗。该系统需要对铅酸电池的状态进行精密监控,在这一领域,ADI目前占有绝对市场份额。

除了铅酸电池外,ADI也已经推出一系列可应用在中混/强混/插电式混合动力车及纯电动车上面的锂电池监控和保护系统产品,该系统集成锂电池安全监控器,可以帮助用户实现故障安全电路。这一系列的监控器为设计师提供了他们开发完整电池监控和保护系统前端所需的最终解决方案。

基于AD7280A、8280、和iCoupler/isoPower隔离器件的解决方案,单组可监控六个电池单元的电压和温度,通过增强型的菊花链接口可灵活匹配不同电池节数的电池包架构。该器件由电池组供电,可以针对过压、过温或欠压这三种状况中的任何一种提供共享式或单独式报警。

在提供业界领先的测量精度之外,该方案的冗余架构能帮助设计者提升整个系统的功能安全性和鲁棒性。同时,uS级的测量速度和极低功耗,可以改善电池性能并延长续航时间。其中,iCoupler和isoPower系列数据和电源隔离器,具备优异的数据速率和功率消耗,同时满足隔离等级要求。

ADAS是汽车市场新兴的主动安全技术。由于主动安全的核心是信号的采集和处理,所以这对半导体厂商在模拟技术、高频技术以及数字处理方面有很高的要求。ADI可以提供基于视觉的智能辅助驾驶方案,这一方案采用DSP、视频转换器、视频放大器等芯片。

ADI_周文胜_ADI公司亚洲区行业市场总监
ADI_周文胜_ADI公司亚洲区行业市场总监


周文胜说:“ADI今年年初发布的新一代双核、1GHz处理能力的Blackfin BF60x系列DSP,可同时运行5个前视视觉功能,比如车道偏离报警、自动大灯、交通标识识别、行人检测、前方碰撞预警。同时,ADI为车载雷达系统提供丰富的信号链产品,包括PLL信号调制器、接收通道的放大器、MUX、以及集成接收芯片。我们的Sharc浮点型DSP,适用于雷达系统的信号处理。这些产品都是ADAS系统应用的理想之选。”

ADI在全球高端的汽车音响的音频DSP有绝对的领先地位,超过50%的市场份额。ADI的SigmaDSP和Sharc DSP,以及配套的图形化、模块化设计工具SigmaStudio,为客户提供了高性能又便利的设计手段,可以根据每个车型的车内空间以及所配的喇叭做系统匹配,以达到最佳状态。同时该套设计工具可以导入第三方的音频算法,比如Dolby和DTS。

个人监护与诊断设备市场开始出现

国内消费类医疗市场潜力巨大,竞争对手越来越多。家用医疗监护设备在技术上的发展趋势概括起来就是“更便携、更安全、更低耗、更智能,以及更高诊断级的性能”。随着健康意识的普及以及家用医疗设备技术的不断革新和制造成本的不断降低,家用医疗设备,尤其是以预防监测为主的家用医疗设备将面向所有用户群,成为人们生活中的必需品。

另外,随着医疗基础的不断成熟,诊断级的家庭医疗设备亦将得到快速发展。除了传统的个人医疗电子设备如血压计、血糖仪之外,其他新的技术和应用,例如针对个人和家庭应用的生命体征信号测量等,也将带动未来的便携式医疗电子设备市场的发展。

ADI公司亚洲区行业市场总监周文胜说:“我们预计未来个人监护与诊断以及运动状态监测等设备也会走入家庭和个人应用场合。我们有理由相信这些新兴的医疗电子应用的出现,不久的将来会给我们的生活带来深远的影响。”

ADI在便携式医疗设备市场优势

在便携式医疗设备方案上,ADI可以提供非常灵活的选择。例如,针对便携式医疗应用领域应用比较广泛的个人运动状态监测(计步器,跌倒检测等)、心率监测以及心电图(ECG)系统,ADI不仅提供性能的芯片级产品,同时还可以提供给用户实际的演示系统和参考设计。再比如,在便携式医疗设备里越来越被广泛应用的触摸屏式的操作方式,ADI同样可以提供性能卓越的芯片解决方案如AD7147、AD7148等。

ADI近期针对各类生命体征监护应用推出了一款低功耗、单导联、心率监护仪模拟前端(AFE)AD8232,专为满足新兴的健身设备、便携式/佩戴式监控设备和远程健康监护设备的ECG信号调理要求而设计。

周文胜指出:“与竞争解决方案相比,AD8232 AFE的尺寸缩小50%,功耗降低多达20%。与当前很多集成解决方案中采用的拓扑结构不同,AD8232高度灵活的模拟滤波配置采用双极高通滤波器,结合芯片内部的仪表放大器架构和无使用约束运算(增益)放大器,支持用户采用多极低通滤波技术来消除线路噪声和其他干扰。”

通过在模拟域的单级中执行高增益和高通信号调理,AD8232能够在单电源电压上工作时适应电极DC失调,而不会影响性能或信号质量。通过模拟输出,AD8232可与分立式ADC配对,或与具有嵌入式ADC的微控制器配对,它为系统设计人员提供了灵活性,将健身和医疗监护的价值和性能提升到一个新的水平。
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下面是ADI与Signostics的合作的成功应用案例——手掌式医疗超声。

再例如在运动检测,包括计步器,用于老人的跌倒检测,以及体育健身时佩戴的卡路里计量等,都会用到运动监测产品,ADI最近推出一款业界功耗最低的MEMS加速度计ADXL362。

ADXL362是一款3轴数字MEMS加速度计,在运动检测唤醒模式下功耗仅为300 nA,与最接近的竞争传感器相比,相同模式下的功耗低60%。在全速测量模式下,数据速率为100 Hz时,ADXL362的功耗为2μA,比相同频率下工作的竞争MEMS加速度计低80%。极低的功耗使ADXL362可用于需要数月甚至数年电池寿命的应用,此类应用中更换电池可能不切实际或者对设备或操作人员有危险。

除了固有的低功耗工作特性,ADXL362 MEMS加速度计还有其他能够提高系统级功效的重要特性。ADXL362可用作智能型、连续工作、运动激活开关的一部分。当配备唤醒状态输出引脚时,运动传感器可绕过处理器即时触发启动系统功能的开关,从而进一步降低系统功耗。


凭借在模拟和混合信处理方面的专长,在医疗电子领域中,ADI除了提供具有差异化及竞争优势的IC产品以外,还可以提供给用户实际的演示系统和参考设计,以及专业医疗市场和系统应用团队进而提供给客户系统级的技术支持服务。

同时,ADI将继续加大在技术服务方面的投资,继续保持和强化在专业技术服务方面的优势和领先的市场位置。这些优势产品将使得某些医疗电子设备的开发难度大大降低,而来自供应商方面的系统级的支持,必将加速用户的产品开发周期,缩短面世时间。

新能源市场机会、挑战和解决方案

在中国工业市场,尤其是新能源领域,包括能源运输、分配、储备方式等,ADI拥有坚实的客户群体。节能环保的新能源是中国十二五规划产业升级的重点。中国风电机组装机容量近年迅速增长,太阳能光伏发电成长空间巨大,逆变器供不应求。在利用半导体技术来极大地改善电能传输和分配以及开发新的可再生能源(如风能和太阳能)方面,中国蕴藏着巨大的商机,是ADI十分看好的新兴市场。

根据行业内预测,到2020年,中国的电力需求将翻一番。这一增长意味着对各种新产品的需求也将增长,包括智能电表、电站更新换代、太阳能和风力发电厂与传输设备以及超高压输电线路。在新能源的建设中,所面临的关键问题有很多,其中提高光伏逆变效率、新能源并网接入、低电压穿越、大容量能量存储、特高压输电、需求侧管理及智能计量技术等应该是业界比较关注的关键点。

在2013年,ADI公司在新能源领域将主要关注在太阳能光伏发电,针对这一领域的产品策略将主要集中在以下几个方面:

1.    在太阳能直流电逆变的过程中:需要对逆变器的母线电流进行检测。同时需要做电气隔离。ADI 的AD7400,AD7401集成了Sigma-Delta 调制器和ADI的专利技术iCoupler 隔离器。大大降低系统复杂性。提高了集成度和稳定性。同时对于某些利用霍尔器件做隔离的系统,ADI 也提供精密ADC 作为母线电流检测的转换器。

2.    我们可以看到的光伏逆变系统中占成本最大的应该是功率器件和被动元件,提高载频是一个有效的途径。ADI即将推出的处理器将把提高效率与降低系统成本作为主要的方向,内嵌了高性能的ADC、支持多模块高密度的PWM输出、带谐波引擎等多项新技术。

3.    在太阳能光伏并网发电的过程中:需要对电能进行计量。计算发电的有功功率,无功功率,视在功率,谐波,各相电流电压等信息。ADI 为此专门提供单芯片计量转换芯片ADE7858,ADE7878,ADE7953以简化系统软硬件设计。

4.    在太阳能光伏发电的电能质量分析上: 由于要计算分相电流/电压以及其多次谐波及故障纪录。ADI 提供AD7606/7/8 等同时采样ADC 给客户。简化客户设计。支持单5V电源供电下+/-15V的信号输入以及同时采样。同时,该器件还支持多片级连(菊花链)模式。支持多通道处理,一边减少对处理器IO口的占用。同时由于AD7606输入阻抗极大(1Mohm),可以简化或省略ADC前端的信号调理电路。

5.    光伏逆变系统对于隔离产品及其寿命有着更高的要求,新型的功率器件不断出现,特别是一些更高开关频率的功率器件的都要求可靠性更高、寿命更长的隔离及驱动芯片。ADI的专利技术iCoupler 隔离器派生出了许多新的门驱动产品,可针对于MOSFET、IGBT及新型的功率器件,例如ADuM3223,ADuM4223,它们将成为未来的主流产品。

ADI目前面临挑战和发展策略

不断变化的市场需求及未来产业发展趋势要求ADI与市场和客户更接近,对系统和技术的理解更深入,建立快速准确的服务和反应能力。ADI在过去的几年时间里重新定义了自己的5大战略市场,并且一直在加强市场和系统专家的团队,以适应市场的需求和未来的趋势。

周文胜表示:“在我看来,中国的制造业在变,这不仅仅指规模的扩大,而是相当多的企业已经成为新兴市场的领跑者,产品设计越来越多元化和本地化。比如,很多中国公司会到德国去帮助当地企业开发太阳能产品,开始不断出现“德国制造”和“中国设计”的标识。谁能想到这样的情况?这非常令人兴奋,我认为中国未来还会有更多的可能性。”

但这也给ADI带来了挑战,因为这意味着ADI要为制造厂商提供更多的产品、更多的设计和技术支持、更多的行业解决方案。ADI重新定义了自己的5大战略市场(工业与仪表、电信基础设施、汽车、医疗、消费)和6大核心技术(转换器、放大器、射频器件、电源管理、MEMS、处理器与DSP)正反映了这一趋势。而ADI在中国地区不断增加的资源以及本地化的产品和方案将不断优化在中国的服务,也为ADI在中国的业务增长提供有效的保障。

ADI拥有一万多种产品和超过六万个客户群,这令ADI有资格凭借在研发方面的投入去推崇自己为创新型的公司。在过去的25年里,ADI每年在研发上投入不少于销售额的20%,ADI深知需要保持创新竞争力来确保成功。ADI的产品很具多样性,也有市场主导型产品,比如转换器和放大器产品。

“如何在优势领域保持持续增长?最佳答案便是我们不仅仅关注于增长,更在意怎样超越竞争对手,因为增长是没有界限的。”周文胜强调指出,“其次,我们需要不断地问自己能为客户提供怎样的价值?ADI从来没因为转换器技术而将成本降低,但客户总能听到我们是如何为其产品增加更多功能和潜力,以及让他们在各自领域脱颖而出,增加溢价的能力。挑战还不仅仅只来自价格,客户更需要我们的产品在稳定性、持续性方面具备竞争优势。很多客户自己的十年规划甚至就是基于ADI产品的规划来做的,我们感到了责任和压力的巨大。”

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