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智能座舱系统架构框图及软件架构解析

来源:乐鱼乐鱼体育官网入口    发布时间:2023-10-13 01:57:31

传统座舱域是由几个分散子系统组成,这种架构无法支持多屏联动、多屏驾驶等功能,因此催生出座舱域控制器这种域集中式的计算平台。 智能座舱的构成最重要的包含全液晶仪表、大屏中控系统、车载信息娱

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产品详情 PRODUCT DETAILS

  传统座舱域是由几个分散子系统组成,这种架构无法支持多屏联动、多屏驾驶等功能,因此催生出座舱域控制器这种域集中式的计算平台。

  智能座舱的构成最重要的包含全液晶仪表、大屏中控系统、车载信息娱乐系统、抬头显示系统、流媒体后视镜等,核心控制部件是域控制器(DCU)。

  智能座舱域控制器通过以太网/MOST/CAN,实现抬头显示、仪表盘、导航等部件的融合,不仅仅具备传统座舱电子部件,还进一步整合智能驾驶ADAS 系统和车联网 V2X 系统,从而逐步优化智能驾驶、车载互联、信息娱乐等功能。

  大家想象下,你是驾驶员,从上车发动,到抵达目睹地停车入库,可能会操作的:

  我们顺着第一节的系统功能,就比较好进行芯片层面的理解,及域控制器的芯片框图,如下

  左上角的,能够理解是域控SoC最小系统要的,包括供电,存储(eMMC和DRAM),时钟

  左下角的则是功能部分,比如WiFi&BT一般选择双模模组,通过SDIO和SoC通信;AudioDSP也可以只是Codec + PA,只要用于音频采集及播放(具体的语音交互逻辑一般云端结合本地方式处理);SDCARD则用于保存相关信息

  因为域控制器需要和其他ECU通信,比如VCU,比如其他域控制器,一方面SoC中不带有CAN等通信外设,一方面本身需要一颗MCU监控SoC及系统的状态,因此这里一般会配套一套ASIL-B级别的MCU

  我们结合软件系统,可以加深对系统及硬件的理解,如下,座舱域控制器的软件系统复杂程度非常高,软件研发人员数目远超硬件人员(还不涉及到算法人员);

  SoC运行Hypervisor,在Hypervisor之上运行两类操作系统,其中对实时性和安全性要求比较高的安全域模块跑在QNX或者Linux系统上;对实时性要求不太高、但对生态要求比较高的娱乐域模块跑在Android系统上;

  MCU运行AUTOSAR系统,用于CAN/LIN总线的唤醒、通讯以及电源管理等;

  特斯拉Model的域控制器,由两块电路板构成,一块是主板,另一块是固定在主板上的一块小型无线通信电路板(图中粉色框所示)。这一块通信电路板包含了LTE模组、以太网控制芯片、天线接口等,相当于传统汽车中用于对外无线通信的T-box

  主板采用了双面PCB板,正面主要布局各种网络相关芯片,例如Intel和Marvell 的以太网芯片,Telit 的LTE 模组,TI的视频串行器等。正面的另一个及其重要的作用是提供对外接口,如蓝牙/WiFi/LTE 的天线接口、摄像头输入输出接口、音频接口、USB 接口、以太网接口等。

  现代Genesis GV60座舱域控制器,被现代称之为Connected Car Integrated Cockpit即CCIC,无缝连接仪表、中控、HUD、电子倒车镜。CCIC应该使用了QNX的虚拟机,一套硬件拖动中控、仪表和两个电子倒车镜。仪表和中控的尺寸都是12.3英寸,与宝马旗舰iX的座舱设计颇为近似。

  主PCB版正面,英伟达的标记非常醒目,SoC可能是英伟达的Xavier,也可能是Orin的座舱版。SoC周边4个LPDDR,一个三星的UFS,背面还有一个Spansion的NOR Flash。左边那个大的芯片可能是博通的以太网交换机。

  主板背面,外围的设计非常类似奔驰NTG7的设计,最左边是两路视频输出,通过MAX92936的GMSL做解串行,这是颗特别的芯片,不是美信的常规产品,奔驰也有使用,一路输出到中控屏,另一路将中控屏的内容投射到仪表显示屏。再左边可能是一个4路全景摄像头输入,连接了一个GMSL解串行芯片。再左边两路连接器连在一个解串行上,推测可能是仪表视频输出,再左边是驾驶员行为监测摄像头输入,解串行是MAX96312,也是属于非标准产品。再左边可能是A2B音频总线连接器,由一颗瑞昱的A2B音频总线芯片连接,最右边可能是一颗PHY。

  电源板正面,中间靠右的芯片可能是MCU,中间靠左靠上的可能是音频DSP芯片。

  日产车机屏幕通常有8、9、12.3英寸三种,其中9英寸是主流,本次拆解的就是9英寸车机

  和之前拆解的车机不同,日产车机是和屏幕一体的,早期的车机大多这么设计。通过FPC软板与屏幕连接,后来改为用解串行芯片加LVDS连接。

  9英寸屏幕分辨率是1280*720,电容触摸屏,支持苹果CarPlau和Android Auto,支持DAB,两个USB。本次拆解是美国版本日产车机,从标签能够准确的看出是日本歌乐制造的。

  与高端车机一样,电路板也是分成三块,一块是电源音频MCU,另一块是主处理器板,还有一块是DAB收音板。

  主芯片是韩国Telechips的TCC8031,就是中间面积最大者。Telechips名不见经传,实际在中低端车机领域实力很强,2021年收入大约1.1亿美元,出货量超千万片。

  TCC8031正下方是两片DDR3 DRAM,型号为EM6HE16EWAKG-10H,容量为每片4Gb,也就是0.5GB,估计制造工艺是28纳米,这是中国台湾地区的钰创供应的,钰创是罕见的内存设计企业,自己设计内存再委托华邦晶圆厂代工,年收入大约2亿美元。

  TCC8031左边是一片SDARM,型号为EM636165TS,容量非常小,只有16Mb,体积却不小,估计是0.13微米也就是130纳米工艺制造的。

  在TCC8031正上方的芯片,从型号推断是中国深圳企业江波龙电子供应的eMMC,江波龙也是上市公司,与钰创一样是IC设计公司,在中国台湾地区代工,容量为8GB,或许是比较老旧的MLC NAND。

  主板背面如上图,只有一颗大的芯片,是中国台湾地区晶豪科技企业来提供的Bootloader Flash,型号EM29LV320A,容量只有48Mb,体积硕大,估计也是130纳米工艺制造的,晶豪科技2021年收入大约2亿美元,2022年能到2.5亿美元。

  最底层的电路板,主要是收音、供电、音频放大和MCU。收音方面,也是Telechips的芯片,或许是TCC3171。解串行方面是美信的。电路板背面主要芯片是瑞萨的MCU。麦克分输入放大与音频,CODEC是AKM的AK4616,尽管日产处处节省本金,甚至包括低密度的线路板都考虑到了,但是音质方面居然破例用了一颗单独的音频DAC,音源对音质影响最大,远高于扬声器单元和放大器,可惜大部分厂家包括上百万的豪车也是用主芯片里的音频DAC,日产破例用了PCM1681做音频DAC,就在左上角,PCM1681属于BB公司,BB公司后来被德州仪器收购。

  PCM1681信噪比105分贝,24-Bit, 192-kHz,价格也很低,只有1.5美元,但音频线路要重新设计,有点麻烦。针对座舱的音频设计,如果考虑德州仪器的PCM1794,价格大概14美元,但比在扬声器增加70美元来的效果要好得多,若是顶级音频发烧友,推荐ESS的ES9038PRO(价格约100美元)或者4片PCM1704并联,效果比在扬声器上增加500美元来得效果要明显。音频放大则是意法半导体的D类放大器,最大4路20瓦输出。

  引言 智能汽车是机器人的第一形态,对应的智能座舱也引领了机器人时代人机交互发展的新方向。历史上,每一次交互方式的改变,都重塑了智能设备的产业格局。正如DOS转向Windows时代带来的产业巨变一样,人机自然交互打开了一道通向新产业的大门。 人机自然交互将改变我们对待智能汽车、泛机器人和人工智能的态度。人类最重要的发明是创造了语言体系,用于人与人的交互,带来人类文明;今天,人机自然交互可能是下一个基石性发明,其与机器的自主决策强结合,将带来机器文明,重塑人与机器的关系,对我们的社会工作方式及生活方式等方面将产生深远的影响。 关键结论 1.未来最重要的人机交互趋势是机器从被动响应走向主动交互,从人适应机器到机器不断地适应人,

  最理想的交互模式应该是怎样的? /

  3D地图显示,车机与手机生态域的融合,元宇宙上车?智能座舱的未来,到底还有多少可能? 下班后独自待在车里的那一小段时间,你才完全属于自身个人。 这一句调侃背后的心酸,倒是促成了智能座舱百花齐放式的发展。 到今天,车载大屏、语音交互、车机生态、环绕立体声音响系统等等功能显然已成为新车座舱标配。而在蔚小理之类头部新势力手中,智能座舱的概念更是被发挥到极致。 尤其在电动车时代,当外观、性能,甚至智能驾驶都趋于同质化,智能座舱成为各家主机厂卷个性化最激烈的战场。 那么,在堆屏大战后,未来汽车的座舱还能怎么发展? 在8月底的世界新能源汽车大会上,高通举办骁龙数字底盘论坛,多位嘉宾也就智能座舱的发展进行了一系列讨论。

  还能玩出什么新花样? /

  12月9日,安徽江淮汽车集团股份有限公司(以下简称“江淮汽车”)与华为技术有限公司(以下简称“华为”)在深圳正式签署全面合作框架协议暨MDC平台项目合作协议,将在智能汽车解决方案、企业信息化、智慧园区、智能工厂等领域展开深入合作,推动智能汽车加快速度进行发展。 据悉,双方还将利用江淮汽车在汽车行业积累,华为在5G、AI、云等核心技术和产品方面优势,在智能驾驶、智能座舱、智能电动、智能网联和云服务等方面做深入合作,携手加快有关产品与方案的研发和商业化进程,全方面提升江淮汽车的智能化水平,一同推动智慧交通的落地与发展。 近年来,随着智能化脚步加快,各家企业都在加速智能网联布局,江淮汽车也为此专门成立了智能网联汽车研究院,希望通

  江淮与华为签约合作 /

  QNX的最新创新可以在一定程度上完成蜂窝数据网络与Wi-Fi的快速集成,加快嵌入式系统应用的上市时间 2015年3月12日,中国北京 黑莓有限公司子公司QNX软件系统有限公司今日发布完整的软件解决方案 QNX 无线架构。利用QNX 无线架构,嵌入式系统研发人员能够替换蜂窝数据网络与Wi-Fi 硬件而不需要重新编写软件应用程序或改变应用程序的运行方式。 用于嵌入式系统的调制解调器技术正在快速的提升,因而最新的蜂窝数据网络或Wi-Fi通信硬件需要系统模块设计提供快速、灵活的支持。QNX无线架构通过一个应用编程界面(API)成功实现了这一目标,该API易于操作、连贯、不受底层蜂窝数据网络或Wi-Fi模块或芯片组影响。API通过

  当前5G商用在即,围绕5G产生的汽车应用场景蓄势待发,智能座舱首当其冲,就在今年的CES上,智能座舱盖过了无人驾驶汽车成为热门,无论是佛吉亚的“未来座舱”,还是宝马的BMW Vision iNEXT虚拟驾驶体验,或是国内红旗“旗境”智能座舱,亦或是拜腾BYTON M-Byte量产车48英寸的共享全面屏,预示着智能座舱全新时代的到来。 在我们所熟知的智能座舱中,主要包含车载信息娱乐系统、流媒体后视镜、HUD、全液晶仪表以及车联网模块五大部分。随着VR/AR、全息投影、智能语音交互技术的成熟与商用,智能座舱已经不单纯是汽车的设计升级,而是“人性化的生活空间”。 技术让座舱升级 卡尔·本茨在1885年10月研制成功

  异军突起 /

  四维图新旗下杰发科技专注汽车芯片已将近十年,整体产品布局丰富,目前已有四条车载芯片产品线,并在SoC开发和设计方面积累了深厚经验,其智能座舱SoC已经历了5代产品迭代。基于多项自主研发的核心技术,杰发科技的新一代智能座舱域控芯片AC8025 SoC将为中国汽车电子产业输入强动能。 2022年12月6日,由盖世汽车主办,中国(上海)自由贸易试验区临港新片区管理委员会指导,上海金桥临港综合区投资开发有限公司协办的2022第四届智能座舱与用户体验大会中,合肥杰发科技有限公司高级产品经理赵林祥表示,好的座舱SoC离不开好的座舱芯片架构设计。面向灵活的座舱架构设计,AC8025既能支持CPU硬隔离方案,同时也能支持软件虚拟化座舱架构设计

  解决方案 /

  7月22日消息(文/Wilde)现代B级车“新标杆”——第十代索纳塔(SONATA)今日登陆中国市场。 需要我们来关注的是,该车的智能座舱科技感爆棚,其环绕式双连屏中控台极富未来感。其中,12.3英寸8:3的中控大屏采用汇顶科技车规级触控方案,顺滑操作一触即发。而此次现代全新索纳塔的上市,也标志着汇顶科技汽车电子科技类产品收获国际汽车品牌认可,助力现代汽车打造极致科技的数字化智能座舱,为全球消费的人带来沉浸式智能座舱新体验。 随着花了钱的人汽车智能化的需求日益高涨,车载信息和娱乐系统功能随之愈加丰富,也进而对便捷的汽车人机交互界面及触控技术提出了更加高的要求。汇顶科技提供的“芯片+算法”的车规级触控整体解决方案,能提供与智能手机同等的操作灵敏度和准确

  当前,汽车不仅在动力源、驱动方式和驾驶体验上发生了改变,座舱也告别了传统枯燥的 机械 和 电子 空间, 智能 化水平飙升,慢慢的变成了继家庭和办公室之外的我们正常的生活中的“第三空间”。通过人脸;指纹识别、语音/手势交互、多屏联动等高 科技 技术,目前的汽车智能座舱在环境感知、信息收集与处理的能力得到非常明显增强,成为人类驾驶的“智能小助手”。 智能座舱告别简单电子化进入智能助理阶段的一个显著标志是人与座舱的交互从被动式进入主动式,而这个“被动”和“主动”是围绕座舱本身定义的。过往的信息交流主要由人发起,现在人与机器都可以发起,人机交互水平慢慢的变成了定义智能座舱 产品 档次的重要标志。 为实现“互动”式的人机交互,需要让机器更好地理解人类

  人机交互技术发展趋势 /

  与编程 (戴志涛,刘健培)

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