基于加特兰CAL77S244-AB 的短距雷达方案

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。

图一 PCBA-TOP

图二 PCBA-BOTTOM

硬件设计说明: 

 1. 主控

采用的是加特兰 CAL77S244-AB，是一种内置天线（AiP）雷达传感器芯片，封装中嵌入了 4TX 和 4RX 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，2*UART、、2*SPI_Master、1*SPI_Slsve、1*QSPI_Master、2*CAN、1*Timer、2*PWM。

CAL77S244-AB 框图如下图所示：

图三 SOC 内部框架

 2. Nor FLASH

选用的是 Winbond W25Q128JV 作为主控的外置存储空间，其特点如下：

• 电压输入 Vin：2.7~3.6V

• 支持标准 SPI、DSPI、QSPI 读写

• 最大支持 133 Mhz 的 SPI 时钟，每秒 66MB 的读写速度

• -40℃ ~ 125℃ 的温度范围

 3. 电源设计

电源供电部分，采用了分立器件对主控进行供电，使用到的芯片有杰华特的 JWQ5103(BUCK)、JWQ5217(BUCK)、JWQ7821(LDO)。

        JWQ5103 的特性如下：

• 电压输入 Vin：4~36V

• 同步整流降压，最大 3A 连续输出电流

• 具有过流、过欠压、过温保护。

• AEC-Q100 1级认证

JWQ5217 的特性如下：

• 电压输入 Vin：2.5~5.5V

• 同步整流降压，最大 2A 连续输出电流

• 支持 0.5V~ Vin 的输出电压，占空比可达 100%

• 具有过流、过欠压、过温保护

• AEC-Q100 1级认证

JWQ7821 的特性如下：

• 电压输入 Vin：0.8~5.5V

• 电压输出 Vout：0.8~5V

• 最大1A 输出电流，压差为 170 mV

• 具有过流、过温保护。

• AEC-Q100 1级认证

方案原理图：

图四 8~18V 转 5V SCH

 


图五 5V 转 3V3、1V5、1V15 SCH

图六 主控电源输入 SCH

图七 JTAG & 主控 IO SCH

PCB Layout：

软件设计说明: 

软件方面是加特兰的官方 DEMO ，采用 Freertos 操作系统，将 SDK 分为底层硬件（HAL）、系统服务层（SSL）、应用层（Application）。

• 底层：包括 ARC、芯片、设备、电路板、外设、基带和无线电部分。

• 系统服务层：包括操作系统内核、控制台、命令行接口（CLI）、CAN-CLI 和基带任务。主要管理数据传输、通信协议和数据处理。SSL 中的 OS 内核模块为其他系统服务、模块和应用程序层提供了一些基本组件，如 MUTEX、信号量和队列。

• 应用层：用户可以根据不同的场景选择特定的雷达应用程序以及添加一些用户自定的功能代码，SDK 中提供了一个卡尔曼滤波演示源代码，以输出一些基本信息，包括范围、速度、角度、功率等。