基于NXP S32R274的77G mmWave Radar之先进辅助驾驶方案

毫米波 (mmWave) 是使用短波长电磁波(工作频率在30~300GHz范围内)的特殊雷达技术。雷达系统发射的电磁波信号被其发射路径上的物体阻挡继而会发生反射。通过捕捉反射的信号,雷达系统可以确定物体的距离、速度和角度。NXP S32R27 是 32 位基于 Power Architecture 的微控制器,面向汽车和工业雷达应用。与之前的 MPC577X 产品相比,它的性能功耗比提高了4倍多,而且为新一代汽车雷达模块设计人员增强了集成水平。旨在应对高级雷达信号处理能力,并将其与微控制器功能合并,适用于通用软件任务和汽车总线对接。它提供独特的信号处理加速和强大的多核架构,可满足现代波束成形快速线性调频调制雷达系统所需的高性能计算需求。

世平集团推出的 DevilFish 方案,是一个基于 NXP S32R274+TEF8102 的 77GHz 雷达参考设计方案,可用于 RADAR 软件开发、性能/系统评估和应用演示,旨在帮助开发人员利用 NXP 技术快速进行高性能汽车雷达的原型设计。主要应用于车载辅助驾驶中的:Blind Spot Detection(盲点侦测)、Lane Change Assistance(辅助变道)、 Parking Assistance(辅助停车)、 Simple Gesture Recognition(简单的手势识别) 等应用场景。

硬件设计

MCU Board使用市场领先的雷达处理器 NXP S32R274,搭配安全和高性能的雷达用电源管理芯片 FS8410。S32R274集成了信号处理工具箱(SPT),用于RADAR信号处理操作的高性能硬件加速。MCU Board 上集成用于高速通信的千兆位线速以太网MAC模块(ENET),通过MIPI-CSI2 接收从 RF Board 发送的数据。

  • 2 板设计(MCU + RF PCB)
  • 单12V供电
  • 信用卡大小外形尺寸(5厘米x 3.5厘米x 5.2厘米)
  • 千兆以太网接口
  • 其他接口:Zipwire、2x SAR-ADC、2x SPI、2x I2C、3x FlexCAN(含两个CAN-FD)、Flexray™、LINFlexD
S32R274特性:
  • 双Power Architecture e200z4 32位CPU,带有校验器内核(在锁步操作中可用)
  • 2 MB Flash,带ECC
  • 1.5 MB SRAM,带ECC
  • 雷达信号处理工具箱(SPT 2.0)
  • 雷达接口:MIPI-CSI2(4个数据通道)、ΣΔ-ADC(4个12位,10 MSps)、DAC(10 MSps)
  • 安全:符合ISO26262 SEooC至ASIL-D标准
  • 安保:CSE2(加密服务引擎)
  • 温度:-40至150°C (结点) AEC-Q100 1级

RF BoardTEF810X(Dolphin)是一款单芯片77 GHz收发器,集成了3个发射和4个接收通道,高保真板载ADC和MIPI-CSI2传输接口,用于将数字化RADAR信号传输到MCU。

  • 2x2GHz Chirp
  • 3个TX 和4个RX 天线
  • 板材:RO3003 + FR4



  • 软件演示
  • 2DFFT

显示检测到的目标数据图像。图中的亮点代表检测到的目标,横轴代表距离,纵轴代表速度。

  • Radar SDK

Radar SDK 为S32R274 硬件设备提供基本的雷达处理算法和设备驱动程序,以及一些示例应用程序,如Radar SDK Demo。

RSDK 1.3.0 展示功能:

  • 3TX MIMO demo
  • 256 samples
  • 384 chirps
  • Using 3TX slots
  • 支持 Dolphin ES3
  • 功能安全
  • 安全驱动程序 for SPT
  • 雷达前端抽象驱动程序的 DFMEDA

  • Radar SDK Demo

此应用程序使用 Design Studio IDE 和 Platform SDK 来完全启用S32R274,创建一个可以在汽车环境中运行的雷达处理应用程序。应用程序使用 SPT 处理范围、多普勒、峰值检测和到达方向(使用波束成形)。原始和处理的数据被传输到本地主机PC上的二进制文件,并且可以实时可视化或离线分析。

       雷达处理流程:


       可视化所有中间数据:

 


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场景应用图

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