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オートモーティブワールド2017、R{チップと無線\術に点

1月18日から20日まで東Bビッグサイトで「オートモーティブワールド2017」が開かれ、ごった返した。半導チップを設販売しているメーカーは、少なくとも19社以屬参加した。k口にクルマといっても、「走る・曲がる・Vまる」といった基本機Δ世韻任呂覆、「W・環境にやさしい・つながる」といった新機ΔR`が集まった。

図1 STMicroelectronicsがした、よりWを設するチップセット

図1 STMicroelectronicsがした、よりWを設するチップセット


半導メーカーであることを確認できたのはアルファベット順に、旭化成エレクトロニクス、独Bosch、独Creative Chips、Cypress Semiconductor、独Infineon Technologies、Intersil、Linear Technology、Vishay、ベルギーMelexis、Nvidia、ON Semiconductor、Qualcomm、リコー電子デバイス、ローム、新電元工業、新日本無線、スイスSTMicroelectronics、港Truly Semiconductor、Xilinxの19社。

クルマの総合をしたのは、STMicroelectronics。同社は「よりWに」、「よりコネクテッドに」、「より環境にやさしく」を訴求し、それぞれのチップセットをtした。例えば、「よりWに」(図1)では、SiGeのBiCMOSチップによる77GHzとCMOSの24GHzのレーダーICをeWLB(Embedded Wafer-Level Ball Grid Array)パッケージに封V、レーダーU御マイコン「SPC58NE」と合わせている。カメラ情報に関しては、CMOSイメージセンサ、後汽咼紂蔀プロセッサ、それらの信、判萢するビジョンプロセッサEyeQ4(28nmのFD-SOIプロセス)をそろえている。また、GNSSからの位信、V2X信ス萢のAutotalksチップ、駐Zアシストマイコンなども組み込み、それらを中央のセンサフュージョンマイコンで処理する。ビジョンプロセッサには16nm FinFETプロセスを使うEyeQ5も開発ロードマップに乗っている。

GNSSのナ星からの位U御に使うGNSSチップと6軸(3軸加]度+3軸ジャイロ)MEMSセンサチップを含めたチップだけではなく、クルマ同士あるいはクルマとO路インフラ間の通信を担うv路も集積したアプリケーションプロセッサもtした。STMicroelectronicsはGNSSとMEMSv路、イスラエルのAutotalks社はV2Xを担当し、これらのv路を1チップに集積した。

今vのt会では、颪箸燐{`をRるチップが`立った。InfineonとMelexisがそれぞれToF(Time of Flight)法(参考@料1)をWして深さ妓の{`をRる\術を使ったイメージを見せた(図2)。軍阿LEDを颪謀てその反o光を検出するlだが、パルス`の位相の差をR定し、深さ妓の{`をuる。これは2次元平Cにt開できるように、Infineonは352×288画素の動画として見せている。Melexisは外光の影xをcけるためビームフォーミングで指向性をけて軍宛を当てている。


図2 Melexisのデモで見せた深さ妓の情報をDり入れる映機UをZ{`、E色Uを遠{`として色分けしている

図2 Melexisのデモで見せた深さ妓の情報をDり入れる映機UをZ{`、E色Uを遠{`として色分けしている


この応として、ドライバーの顔を認識し、瞼の閉じ差腓ら居り検出に使えるという。加えて、乗Zしている人の中から子供を見分けることができるため子供のiのエアバッグをVめるなどの措をとれる。また、ジェスチャー入にも使える屬法駐Z場での音Sレーダーの代\術としても狙えるとしている。

新日本無線は、軍宛ではなく24GHzのマイクロS(ミリSともいわれる)を使ったレーダーでのR{\術を発表した。WaveEyesと}ぶ、その\術はクルマのi後に搭載することで障害颪鮓―个掘駐Zをмqする。今vは、FSK(Frequency shift keying)変調擬阿離疋奪廛蕁璽譟璽澄偲Sを動に当て、位相差の変化から深さ妓の{`をRる (図3)。来の駐Zмqに加え、今vは人間にマイクロSを当て心臓の収縮や胸の動きを検出して心拍と}吸をR定することを提案した。Infineonも24GHzレーダーを使うためのデモキットVer.2をtした。


図3 新日本無線がしたマイクロSR{センサシステム 24GHz帯のミリSを使い{`をR

図3 新日本無線がしたマイクロSR{センサシステム 24GHz帯のミリSを使い{`をR


これらの深さをRる以外にも、ジェスチャーを表現する\術が登場した。ON Semiconductorは、最j15cm`れても検出できる電容量擬阿離織奪船札鵐偽\術を開発した。ICの感度、@度、キャリブレーション@度、ノイズ耐性をそれぞれ屬下存修靴燭箸いΑjきなC積だと容量もjきいため、外v路にコンデンサをDりけ、比較すべき容量を\やすことでその差分を検出しやすくした。しかもキャパシタの眼^電極同士をフェイス-ツー-フェイスで眼^させずに横に並べることで、電cが半球Xに広がり、その屬ら}などの胴をくことで電cが変わり容量変化を検出する。

O動Zへの応例として、W井i(図4)に触らずに消したりるさを変えたりすることができるをtした。あくまでも電容量をRしているので、}をさっと横に動かしたり、Zづけたりすることで容量が変わるため、その時間変化を、るさを変えるとかオン/オフ動作にするなどのコマンドに設定できる。TUや水にwれる場合でも容量変化を検出できる限り使える。


図4 ON Semiconductorがしたジェスチャー操作のW井i }をかざすだけで点iしたりるさを変えたりできる

図4 ON Semiconductorがしたジェスチャー操作のW井i }をかざすだけで点iしたりるさを変えたりできる


Cypressは、SpansionをA収したことでクルマ半導x場でのプレゼンスをグンと屬欧襪茲Δ砲覆辰拭8吃抻猟魅札潺灰鵐瀬ターのO動ZマイコンファミリTraveoは、グラフィック機Δ眛鼎靴織泪ぅ灰鵑任△蝓▲ルマの]晶クラスターパネルへの応にを入れている。さらにCypressのeっているpSoCマイコンとエネルギーハーベスティングを加えたPM(パワーマネジメント)ICを搭載したBluetooth LE(Low Energy)モジュールをクルマのドアにDりけ、ドアの開閉にWするという応を提案している。ワイヤーハーネス不要というメリットがある。

電気O動Zでも動きがあった。kつはLinear Technologyのバッテリマネージメント(BM)ICのワイヤレス化で、もうkつはQualcommのワイヤレス充電システムだ。電気O動Zでは、3.7〜4.1VのLiイオン電池セルを直`に例えば96個接し、さらにそれを並`に接するなど、j量のセルを使う。初期的には性をそろえるとしても充放電を繰り返すうちにセル間の性がバラついてくる。Linearは、セル間の性をそろえるためのBMICを最初に出荷した半導メーカーだ。当初は、放電が]いセルに合わせてまだ電荷が残っているICの電荷を捨てて合わせるパッシブ擬阿世辰燭、電荷が残っているセルから電荷の少ないセルへ電荷を分配するアクティブ擬阿悗BMICは進化してきた。

今vLinearが提案するのは、12個のセルをU御するBMICモジュール同士をワイヤレスでつなぐというアーキテクチャだ。LinearはIoTビジネスでDust NetworkをA収したが、Dustが使っていた無線のメッシュネットワークであるSmartMeshを使う(図5)。この擬阿蓮▲札ュリティが常に高いうえに、接率が~線並みの99.999%と極めて高いことが長である。センサからセンサへデータを送るのに乱数表などでネットワークマネージャーICがめるセンサノード(セル)に送り、しかも周S数ホッピングで周S数を変えていくため、盗聴されにくい。しかも、二度と同じルートを使わない。kつのノードが12個のセルのXをチェックしてノードからノードへと送り、最終的にゲートウェイに送る。


図5 SmartMeshワイヤレスネットワークをWしたバッテリマネージメント 出Z:Linear Technology

図5 SmartMeshワイヤレスネットワークをWしたバッテリマネージメント 出Z:Linear Technology


クルマ内ではさまざまなノイズが飛び交うため、誤動作しやすい。SmartMeshはこの点、センサからセンサへの空間N長性と、周S数ホッピングという周S数N長性があるため、確実な接ができるという。例えば96個のセルをつなぐ場合にノードモジュールは8個要になる。セル1個の容量にもよるが、電を\すのに、このセルを並`あるいはさらに直`につなぐことになる。96個の直`接セルで約300Vになるが、モータをドライブするにはさらに600V度まで屬欧觚圧コンバータが要になる。ワイヤレスでバッテリを管理できればZ内のワイヤーハーネスが不要になるため軽量化による\J改に向かう。

Qualcommは電気O動Zのワイヤレス給電\術で最j20kWの充電_を開発中であることをらかにした。昨Qは、最j11kWの充電_だった(参考@料2)。Qualcommがを入れているワイヤレス充電_は、交流50Hzあるいは60Hzの交流200VUを使って85kHzの交流に変換し、充電する。85kHzのワイヤレス充電_は、このt会ではBMWの電気O動Zi8に適した(図6)。


図6 BMWの電気O動Zi8にワイヤレス充電_を搭載 oにかれた四角いいプレートが電を送る送信コイルである。

図6 BMWの電気O動Zi8にワイヤレス充電_を搭載 oにかれた四角いいプレートが電を送る送信コイルである。


地Cに設したりmめ込んだりするベースパッドのjきさは650mm×650mm×50mm(高さ)であり、その_量は29.8kgもある。地Cのコイルは電を送る筺クルマに搭載するコイルは電をpける笋如△海舛蕕呂任るだけ軽い気良い。このため、3.7kWのコイルの_量は3.97kg、7.4kWのコイルは5.27kg、そして11kWのコイルでも7.68kgと軽量化している。

軽量化のために、コイルをkつから二つに\やし、T合効率を高めた。コイルが二つあると磁cのループは二つできる。その屬桝T合のコイルがZづくと二つのループ同士がくっつき合い、へこむことから密にT合することになる。来のコイル1個とD型コイルを2個搭載したダブルD型コイルは同じ電でjきさが半した。その分軽い。

ワイヤレス給電における問は二つある。kつは、人間がコイルの屬鯆未蠅かったときに給電スイッチが入っている場合だ。e険であるため、地Cに設する給電パッドの周辺にレーダーを発しており、人に反oすることで検出する。人を検出すると電をO動的に下げる。もうkつは金錣琉颪コイルの屬堀T在する場合だ。金錣鮓―个垢襪塙睹aになるため、O動的にVめる。さらに、ドライバーなどがeっているスマートフォンにも金鎔颪あることを瑤蕕察Dり除いてもらう。

このほか、バックモニターの設が新ZにIけられることに△┐ICも出ている。ギアをバックに入れたらt座にカラーバックモニターが動してほしいが、まだ2秒度かかるものがあった。これを0.5秒以内で立ち屬るICを今v、Intersilとローム(ラピスセミコンダクター)の2社がtした。来は、ビデオデコーダの後にグラフィックスSoCを通して白線の縁のグラフィックスをビデオに_ねてからビデオ処理していたため時間がかかった。ラピスはLCDコントローラML86287において、最後にSPIインタフェースを通して、グラフィックスのOSD(オンスクリーンディスプレイ)をビデオ画気膨_ねることで高]化した。Intersilも同様で、ビデオ処理を終えた最後にSPIフラッシュからグラフィックスをビデオに_ねることで高]化した。CPUを使わずハードワイヤードの専ICとして高]化できたとしている。

参考@料
1. モバイルで最j2mのR{チップ\術をIntersilがらかに (2015/10/16)
2. 半導メーカーがこぞって参加したカーエレt (2016/01/19)

(2017/01/25)
ごT見・ご感[
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