IWR6843 TI毫米波雷达介绍
一、概述
IWR6843器件由整个毫米波模块、模拟基带信号链以及三个发射端子和四个接收端子组成，并且支持客户自定义的MCU和DSP模块。该设备适用于存储器需求及处理能力中等的应用场景，在片上 radar 系统中集成 radar 和程序代码大小，并可能作为成本效益的工业雷达传感解决方案
例子是：
•工业级传感
•工业自动化传感器与雷达融合
•用雷达监测交通路口
•工业雷达接近监测
•人数统计
•打手势
在可扩展性方面,IWR6843器件兼容低端外部MCU,可满足更多复杂需求的应用程序运行,若需处理更大规模的应用程序则可能需要额外的内存空间以适应更大的应用并更快地实现接口.IWR6843内置了嵌入式DSP核心,该系统能够对雷达信号执行快速傅里叶变换(FFT)等运算,以完成幅度检测和其他射频与模拟子系统功能.IWR6843的射频与模拟子系统包含合成器、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、混频器、中间频段(FRF)滤波器、前级滤波器_IF_滤波器以及数字到模拟转换器(DAC).此外,该子系统还集成有晶体振荡器和温度传感器.该器件具备三个发送通道,其中任意两个可根据需求实现同时发射;而四个接收通道均支持同时接收.基于波束成形技术,发送端可根据具体需求调节方向性;接收端则能精确捕获多路信号并进行解调.
该IWR6843型时钟子系统基于40 MHz晶振输入信号生成频率范围在60至64 GHz。其内部配置了震荡电路模块，在随后经过了PLL清除和RF综合器电路的处理后，经由X3倍频器处理其输出结果从而生成所需的频率光谱范围。其中清除PLL功能模块在主系统唤醒事件后仍能向主机处理器提供基准时钟源。此外该系统还具备内部结构用于检测并维持晶体组件的状态以及评估整体系统的运行质量。
另外,IWR6843是一款TI推出的单芯片毫米波雷达解决方案.该方案采用基于Eclipse的Code Composer Studio(CCS)开发环境,在设计阶段便于配置和优化雷达内部计算资源.官方提供的演示文档通常为工程开发版本,需要在PyQt或MATLAB环境下设置上位机以完成配置.当向雷达板发送关键参数时(通常通过命令或串口接口), radar board will begin operation.当然如此,一旦参数设置固定后,系统应设计成在通电后即可自动完成参数配置并启动相关用户程序.
二、IWR6843内部结构
1）基于600MHz C674xDSP核构建的核心架构实现了一种高效的雷达信号处理方案。该架构通过配置可编程运算单元（L1），配合高速本地存储器（L2）形成完整的计算链路。其中L1级采用32KBL1D和32KBL1P两种数据格式，在满载时可达到600MHz的工作频率；而L2级则采用256KB容量，在工作频率上可选配为 DSP主频的一半以平衡资源消耗。
2）作为硬件加速功能模块引入的辅助DSP（HWA），其采用通用FMCW算法族（FFT、级数计算、CFAR-CA等）显著降低了主DSP设备上的计算负担。该模块配备四个本地缓存区（ACCEL_MEM0至MEM3），每个缓存区容量为16KB，并以统一200MHz时钟频率运行。
3）主DSP及其相关的HWA均具备与外部存储器接口的能力。这些外设通过专用ADC缓冲器将中频雷达信号数字化输入系统核心处理器（DSS）。此外还支持三类专用存储空间：容量为200MHz运行速度的L3级联存储器以及用于跨设备数据共享的手握式RAM。
4）系统集成了一种增强型DMA/EDMA引擎组态系统（EDMAs），这种多线程数据传输机制允许主 DSP及其相关R4F处理器灵活配置不同的数据传输路径组合。该引擎组态能够高效地在各外设之间建立并管理多对多的数据传输通道。
5）同时支持与高级级联存储器（如L3）的数据交互功能。在IWR6843开发板中，默认情况下 L3内存以200MHz运行并提供128位互连接口以实现快速数据交换。此外 L1 和 L2内存均具备部分或全部缓存化配置能力：通常将低层次缓存配置为 L1P 和 L1D 位场，并将程序代码及工作数据放置于 L2级别以便于后续处理操作。
三、应用场景
•用于测量距离、速度和角度的工业传感器
• 楼宇自动化
• 位移感应
• 手势
• 机器人
• 交通监控
• 接近和位置感应
• 安全和监控
• 工厂自动化
• 安全防护装置
• 人数统计
• 运动检测
• 占位检测
四、主机接口
主机接口可通过SPI，UART或CAN-FD接口提供。
在某些情况下连续工业应用的接口转码为不同的串行标准。
IWR6843设备通过以下主要接口与主机雷达处理器通信：
•参考时钟 - 设备唤醒后主机处理器可用的参考时钟
管理 - 用于主机管理的4端口标准SPI（从站）。所有无线电操作指令及其响应均通过此界面实现实时传输。
•复位 - 从主机唤醒器件的低电平有效复位
•主机中断 - 指示mmwave传感器需要主机接口
•错误 - 用于在无线电控制器检测到故障时通知主机
主子系统Cortex-R4F主系统包含一个具有最高工作频率200 MHz的ARM Cortex R4F处理器。由该处理器运行的应用程序负责控制整个设备的操作，并通过预先定义的标准API消息实现雷达控制、借助硬件加速器对雷达信号进行辅助处理以及与外围设备通过外部接口进行交互连接。详细信息及存储体布局可在"技术参考手册"中查阅。
DSP子系统包括TI的标准TMS320C674x兆模块以及内部模块记忆（L1P、L1D和L2）等硬件加速器。其中一种关键的技术是雷达硬件加速器（HWA），它能够显著减轻主处理器在FMCW雷达信号处理中的负担。FMCW雷达信号处理主要涉及利用快速傅里叶变换（FFT）以及对数幅度计算来生成覆盖不同距离、速度和角度的雷达图像信息。此外，在HWA内部即可完成一些常见的功能处理工作的同时仍保持了在主处理器上实现其他专用算法的能力
ADC通道（服务）IWR6843是专为满足用户需求而设计的一种高效解决方案。该器件集成了强大的数字信号处理能力，并配备有多个独立输出引脚以实现多种功能配置。其中其内部集成的GPADC引擎具备同时监控六个外部电压的能力，并可与主控芯片进行通信以获取实时数据信息。该通道由受BIST子系统内部固件控制的部分构成，并能够通过‘监控API’指令路由至BIST子系统来实现对外部电压实时监控的目的。此外该API还支持设置跳过一定数量作为基准周期以及连续采样次数的数量在每个测量周期结束后计算并输出被监测电压中的最小值最大值及其平均值等关键参数数据
由设备及相关文档支持的TI提供了丰富的开发工具集合.这些评估性能所需的工具与软件设备不仅生成代码还能开发解决方案.
在产品全生命周期管理中, 设备命名法则用于标识产品在不同开发阶段的状态.每个设备可分配X、P或无前缀三种前缀中的一个编号（例如,IWR6843）.
TI推荐采用TMDX或TMDS作为两种指示符来选择支持工具.这些指示符分别代表产品开发从工程原型到最终完善生产设备的不同阶段.
在设备发育过程中, X系列实验型 equipment并不意味着最终产品的全部规格特征.同样,P系列原型设计也不一定满足最终的产品 electrical specifications.只有经过完全测试并通过 TMDS 的 silicon片版本才算合格.
研究显示, X或P系列原型设计在可靠性方面与标准生产设备存在差异. TI建议仅将合格经过 TMDS 测试的支持 equipment应用于生产系统,因为这些 device 的预期最终用途仍存在不确定性风险.只有经过严格验证并投入实际生产的 equipment 才能确保可靠性和符合标准.