Mondo automobilistico e auto a guida autonoma, sistemi di automazione in campo industriale e nel settore degli edifici commerciali, applicazioni nei prodotti medicali, sono alcune aree chiave indirizzate dalla nuova gamma di sensori a chip singolo a onde millimetriche (mmWave) presentata ufficialmente il 16 maggio da Texas Instruments (TI). La famiglia comprende cinque soluzioni divise in due serie di sensori da 76 a 81 GHz, corredate da una piattaforma di sviluppo completa.
La serie AWR è dedicata al settore automotive, mentre la serie IWR è indicata per le applicazioni industriali: di entrambe sono già disponibili campioni e moduli di valutazione (EVM), sia nel negozio online di TI, sia tramite distributori autorizzati.
Le serie di sensori AWR1x e IWR1x sono basate su tecnologia CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) e, sottolinea TI, sono in grado di fornire un rilevamento tre volte più preciso rispetto alle soluzioni mmWave attualmente presenti sul mercato. Per inciso, i radar mmWave sono in grado di trasmettere segnali con una lunghezza d’onda nell’ordine di grandezza dei millimetri, e un sistema mmWave operante a 76–81 GHz, con una corrispondente lunghezza d’onda di circa 4 millimetri, ha la capacità, spiega l’azienda, di rilevare movimenti piccoli come una frazione di un millimetro.
In particolare, in questa famiglia di sensori, TI ha combinato evolute tecniche di progettazione analogica e a segnale misto con dispositivi di elaborazione del segnale digitale, ottenendo un singolo chip CMOS altamente integrato (10,4 mm x 10,4 mm). Quest’ultimo può controllare un processore di segnale digitale (DSP) e un microcontroller (MCU) di fascia alta, oppure una MCU o un DSP soltanto. Ogni chip, precisa ancora TI, consente un rilevamento autonomo intelligente e ad alta precisione, con una risoluzione inferiore ai 4 centimetri, un’accuratezza di campo inferiore a 50 micrometri, e portata fino a 300 metri. Il sistema di rilevamento risulta più intelligente rispetto alle soluzioni convenzionali, spiega TI, perché questi sensori mmWave a chip singolo da 76 a 81 GHz sono in grado di adattarsi in maniera dinamica alle variazioni delle condizioni ambientali, consentendo un’identificazione precisa attraverso plastica, muri, vestiti, vetro e molti altri materiali, anche in presenza di fattori di disturbo e interferenza, come luce, pioggia, polvere, nebbia o gelo.
Radar per veicoli a guida autonoma
In un mondo in cui le automobili diventano sempre più autonome, e dove i semiconduttori sono un fattore chiave d’innovazione, i sensori diventano cruciali, specie quando si ha a che fare con oggetti in movimento, spiega in conferenza stampa a Londra Greg Delagi, senior vice president Embedded Processing di Texas Instruments, introducendo in anteprima i nuovi prodotti. E, all’aperto, condizioni ambientali come ombra, luce, buio, pioggia, muri o altre infrastrutture, costituiscono tutti barriere che sfidano la tecnologia, riducendo o impedendo le funzionalità di rilevamento. «In tali ambienti serve una tecnologia robusta, e noi crediamo fortemente che la tecnologia mmWave sia l’unica abbastanza solida da soddisfare tutti questi requisiti».
Uno degli obiettivi della gamma mmWave AWR1x è in effetti aiutare gli sviluppatori a superare gli ostacoli che di solito incontrano nella progettazione di funzionalità conformi al Livello 2, o livelli superiori – dove il Livello 5 rappresenta l’automazione completa dei sistemi ADAS (advanced driver assistance systems) – così come vengono definiti da SAE International per descrivere i diversi stadi di evoluzione dei veicoli verso la guida totalmente autonoma.
In queste applicazioni, infatti, le dimensioni e la potenza dei sensori rappresentano delicati vincoli di progetto, charisce TI, e i dispositivi della famiglia mmWave AWR1x permettono di soddisfare tali requisiti mediante standard di qualità integrati, precisione senza precedenti in un piccolo fattore di forma e in un involucro a bassa potenza; il tutto attraverso un’implementazione a costo contenuto. Tra le opportunità di ingegnerizzazione, il potenziamento dei sistemi ADAS di assistenza evoluta al conducente e delle funzionalità di sicurezza alla guida, tra cui ISO 26262, che abilita il livello di integrità di sicurezza specifico per il settore automobilistico (ASIL B); ma anche la possibilità di introdurre nuove funzionalità, come il rilevamento di pedoni, il monitoraggio di passeggeri e conducente, o l’assistenza al parcheggio automatico.