Hands-On 基于加特兰 CAL77S244-AB 的短距雷达方案SOC 简介

简介

? ? ? ? 大联大世平集团针对于车用 77Ghz 毫米波雷达，推出了基于加特兰 CAL77S244-AB 的短距雷达方案。本方案应用在车身短距雷达系统，最大探测距离可达 80 米。开发板搭载的主要器件有 CALTERAH 的 SOC CAL77S244-AB，杰华特的车规级?BUCK、LDO 电源芯片，NXP 的 CAN 芯片，华邦的车规级 NOR Flash 等。可以应用于前碰撞预警(FCW)、后向盲点监测(BSD)、开门预警(DOW)、舱内监测等功能，符合 ASIL B 功能安全等级。

本文主要对加特兰 CAL77S244-AB 这颗 SOC 的硬件做一些简单介绍。

1 世平 BSD 方案硬件平台

1.1 硬件框图

• 输入电压范围: DC 8-18 V input or USB input
• SOC: ARC_EM6 32-bit 内核，主频高达 300MHz ，ASIL-B 功能安全等级
• 输出频带 76-77 & 77-81 Ghz
• 板载 JTAG ，接入 USB 即可仿真调试
• 可连接 CALTERAH 数据采集板采集原始数据
• 双路 CAN 通讯，支持 Wake up
• 开发板尺寸 : 70 * 61.5 mm
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开发板实物:

?? 方案链接：世平基于 加特兰 CAL77S244-AB 的短距雷达方案 - 大大通(简体站)

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2? CAL77S244-AB SOC HARD WARE

2.1 硬件框架介绍

? ? ? ?加特兰 CAL77S244-AB，是一种内置天线（AiP）雷达传感器芯片，封装中嵌入了 4 TX 和 4 RX 天线阵列。它集成了一个单片机调频连续波（FMCW）雷达传感器，单片机的内核为 ARC_EM6 Core，主频为 300 MHZ，576KB SRAMB。

CAL77S244-AB 框图如下图所示：

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SOC系统框图

? ? ? ? 包含了毫米波雷达系统的发送 (TX) 和接收 (RX) 射频 (RF) 组件、时钟等模拟组件、模数转换器 (ADC)、微控制器 (MCU) 和雷达信号处理（Sample、FFT、CFAR、DoA）等数字组件。

? ? ? ? ①、射频/模拟系统包括：功率放大器(PAs)、低噪声放大器(LNAs)等射频组件和模数转换器(ADC)。除此以外该系统还包括晶体振荡器、温度传感器、电压监视器、安全监视器、LVDS 和一个通用低采样率的 AuxADCs。

? ? ? ?②、处理系统包括用户可编程 ARC EM6 Core 的处理器，主频为 300 MHz。该处理器控制整个芯片的总体操作，把控通信接口，并可实现更高层次的算法。

? ? ? ?③、射频信号处理系统：对原始采样 ADC 值的输出进行过滤和抽取，提供最终的 ADC 采样数据。

SOC下处理器的系统框图 & 时钟框图：

处理器可用外设：2*UART、1*IIC、2*SPI_Master、1*SPI_Slsve、1*QSPI_Master、2*CAN、1*Timer、2*PWM。

时钟框图：

《CalterahAlpsReferenceManual_v1.0.4_draft.PDF 28 page》

2.2 电源域 & 功耗 & 上电时序

• 电源域：CAL77S244-AB 有 4 路电源的需求，分别为 3V3、1V5、1V15、2V5 。其中 2V5 电源用户不需要对其供电，在硬件设计时悬空即可。
• 功耗：3V3-180mA(Max)、1V5-1300mA(Max)、1V15-600mA(Max)。
• 上电时序：

? ? ? ? ① 3V3上电

? ? ? ? ② 1V5、1V15 不晚于3V3 ?5ms 上电，1V5、1V15 同时上电

? ? ? ? ③ 释放 Reset ,系统开始正常工作

电源域 & 功耗 & 上电时序框图

2.3 晶振设计

推荐外部使用 50 Mhz 无源晶振，负载电容 4 pF，温度范围 -40°~ 125°

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2.4 LVDS 传输

? ? ? ?CAL77S244-AB 共有 4 路LVDS ，与 4T4R 对应，可以将雷达原始信号传输至 CALTERAH 数据采集卡，配合加特兰的 GUI , 进行数据回灌，用于分析原始的 ADC 信号，做出算法的优化 & 调整。

2.5 辅助 ADC 的使用

??????? 2 路辅助 ADCx 的测量精度为 10bit、采样速度为 20Kbps/S，可用于测量内部温度 & 内部电压，也可用来测量 TPANA、TEST_MUXN、TEST_MUXP 外部引脚上的电压，ADC1 推荐给测量外部输入的引脚用，ADC2 推荐给测量内部温度 & 内部电压。

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2.6 GPIO 的使用

? ? ? ? 许多文档中的GPIOx 只提到了简称，使用如 GPIO 15,GPIO 16，则它的全称为 dbg-bus_dat_15_io、dbg-bus_dat_16_io。

如下图所示：

3、总结

? ? ? ?本文介绍了基于加特兰 CAL77S244-AB 的短距雷达方案SOC 的硬件简介，主要介绍了关于这个 SOC 的系统框图，外设应用设计等相关介绍。

4、参考文献

(1) ?Calterah-Alps-CAL77S244-AB-Datasheet_v1.0.4

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作者：Better Yang / 杨琰杰

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