杏彩体育系统软件软件体系结构实例智能座舱系统架构框图及软件架构解析

时间：2024-02-04

　　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，因此催生出座舱域这种域集中式的计算平台。

　　智能座舱的构成主要包括全液晶仪表、杏彩体育官网大屏中控系统、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(DCU)。

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

　　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

　　因为域需要和其他ECU通信，比如VCU，比如其他域，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，座舱域的软件系统复杂程度非常高，软件开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；

　　特斯拉Model的域，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。正面的另一个重要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，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。

　　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，从标签可以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，这是中国地区的钰创供应的，钰创是罕见的内存设计公司，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，是中国地区晶豪科技公司提供的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，尽管日产处处节约成本，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。

　　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，已经成为继家庭和办公室之外的人们生活中的“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显著增强，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，人机交互水平已经成为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 /

　　车载E/E架构的进化汽车产业正面临激烈的变革。几年前人们还认为普及尚需时日的电动化、网联化和自动化现在已经来到我们身边。 “CASE: Connected, Autonomous, Shared & Service, Electric” 作为变革趋势曾被大力提倡，但现在由于COVID-19的影响，CASE中的S (Sharing & Service) 已经失去了加速的动力，相反由于个人移动出行服务的需求激增，使Personal Mobility Service中的P取代CASE中的S，开始向PACE转变。无论是 “CASE” 还是 “PACE”的趋势变化，推动它们的是用户对汽车服务的价值期待变化。环境友好、安全保

　　平台 /

　　2019 年 8 月，华为 HiCar 在当年的开发者大会（HDC 2019）上正式亮相，这是一套支持手机与车机深度互联的系统，还可与智能家居设备形成联动。从华为内部的组织架构来看，HiCar 的研发由消费者 BG 主导，而其市场拓展则由智能汽车解决方案事业部（Car BU）负责。前者为 HiCar 提供生态资源、应用，后者为 HiCar 落地车企客户，完成从方案到产品的转化。根据华为在 HDC 2019 上公布的数据，HiCar 计划在 30 多家车企的 120 余款车型上实现量产。今年 1 月，华为 HiCar 已经在上汽通用新宝骏 RC-6 车型上实现了量产搭载。 1、华为 HiCar 有何特别？

　　的野心：HiCar上车，为鸿蒙OS铺路 /

　　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 /

　　1、引言目前，汽车不仅在动力源、驱动方式和驾驶体验上发生了变化，驾驶舱也告别了传统的枯燥机械和电子空间，智能化水平飙升，成为继家庭和办公室以外人们生活之后的“第三空间”。通过人脸；指纹识别、语音 / 手势交互、多屏联动等高新技术，使当今汽车智能座舱在环境感知、信息采集和处理方面的能力显著增强，成为人类驾驶的“智能助手”。智能座舱告别简单的电子化，进入智能助理阶段的显著标志之一是人与驾驶舱的相互作用从被动式进入主动式，这种“被动的”和“主动的”是以驾驶舱本身为中心定义的。过去的信息交流主要由人发起，现在人和机器都可以启动，人和机器的交互水平已经成为定义智能座舱产品水平的重要标志。 2、人机交互发展背景从电脑与手机的历史可以折射

　　在工业、交通、零售等产业应用领域，采用ARM处理器与Linux或Android操作系统的嵌入式装置，虽然在软硬件成本上有其优势，但由于其生态系统太过自由发散，因此在应用开发的过程中，常常会因为欠缺标准化而遇到许多麻烦，导致其成本优势被抵消殆尽。有鉴于此，研华科技与安谋国际(ARM)、Canonical、Lineo、Retronix和Witekio等众多软硬件业者，日前携手成立嵌入式Linux/Android联盟(Embedded Linux Android Alliance, ELAA)，将致力于在工业嵌入式市场推动开放、标准化的Linux和Android软硬件架构，建立完善软硬件产业生态体系，协助物联网业者快速运用ARM处理

　　近年来，自动驾驶技术发展日新月异，而从事自动驾驶研发的公司和车厂也都在研究智能座舱，根本原因在于智能座舱本身就是自动驾驶的重要组成部分，自动驾驶的发展也要求并且极大促进了智能座舱的发展。 2021年12月中下旬，由佐思汽研主办的首届2021佐思智能汽车年会暨金智奖颁奖典礼在苏州完美落幕。年会特邀深圳市自行科技有限公司总经理关艳峰博士做《座舱演进与智能座舱解决方案》主题演讲，主要分享了汽车座舱发展背景、座舱发展的技术挑战、座舱感知解决方案以及座舱发展趋势预测等方面的内容。关艳峰博士预见：智能座舱将给未来的智能汽车带来巨大变化，在安全约束的前提之下，AI等感知技术的快速迭代与进步将会成为有力的驱动力，推动座舱进入隐性

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