智能座舱系统架构框图及软件架构解析

发布时间:2024-01-28 23:20:18   来源:江南体育官方网站

  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。

  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通过对复杂调制解调器

  在汽车智能化、网联化加快速度进行发展的今天,传统车企的脚步足够快吗? 昨晚10点,作为传统车企,也是豪华品牌当中智能化脚步迈得最快的车企之一——宝马,正式对外发布了新一代iDrive智能化系统。新一代iDrive包括宝马操作系统8.0,曲面显示屏、和控制和网联设备。 宝马操作系统8.0基于Linux打造,UI设计更加现代化,操作更为直观,同时加入可自然语言对话的语音助手,车主与车辆交互更加便利。在交互硬件上,宝马将仪表、中控屏幕合并为双联曲面屏,两块屏幕的尺寸分别为12.3英寸和14.9英寸。针对中国用户,腾讯、阿里巴巴提供的服务也将加入系统内。 宝马新一代iDrive 宝马新一代iDrive集成5G通信模块,车内娱乐信息

  车内两块视网膜大屏 /

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  平台成为布局重点 /

  9 月 18 日消息,蔚来汽车正在进行自研芯片布局,蔚来汽车硬件副总裁白剑上个月在社交平台发文称:“未来一两年内,AD 芯片为首的一些关键芯片会自研量产。”现在,更多相关爆料消息来了。 据 HiEV 大蒜粒车研所今日报道,蔚来自研的首颗芯片将面向智能座舱。知情人士称,蔚来第一颗自研芯片采用 7nm 制程工艺,将由三星代工,其芯片团队的研发负责人来自华为海思。 相比目前大热的无人驾驶芯片,智能座舱芯片领域的竞争确实较为低调,市面上不少汽车厂商都选择高通座舱芯片,而自研座舱芯片有望让蔚来汽车的车机互联更加融合,刚好搭配即将推出的蔚来手机。 根据蔚来官方公布的数据,截至 2023 年一季度,蔚来在全球已申请、公开和授权超 6000 件专

  1 overview 1.1 目的 本文档用于起点开发板的RTI(Real TimeInterrupt)实时时钟中断模块软件说明。 不局限于硬件功能的实现,着眼于实现高质量、优美的软件。 2 question 时钟源如何抉择? 3 软件实现 3.1 CodingRule 具体可在源码的 ..Sourcescode_rules.txt中可见。 3.2 driver层 3.2.1 新建drclock.h 增加MC9S12系统时钟设置,目标时钟频率48MHz。 3.2.2 新建drsys_config.h 增加驱动层参数设置,如外部时钟晶振。 3.2.3 新建drrti.h 3.2.3.1 新增宏函数drrti_

  之九_ClockAndRTI /

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  监控系统 /

  1.引言 随着大型嵌入式系统向着集成化和多元化方向的发展,嵌入式软件系统的复杂度也日益增大。在集成多个硬件工作模块组成的复杂系统中,要求软件系统能同时测控多个模块的同步工作,软件设计的基本要求做到实时多任务。针对软件设计的要求,采用基于实时多任务操作系统提供的底层任务调度机制,建立软件架构成为较好的选择。本文提出了基于实时多任务操作系统,建立软件架构时采用软总线提供数据驱动层的架构模式。针对实时多任务操作系统,分析任务调度与数据驱动层。针对资源共享与任务进程独立性等问题,提出软总线在共享数据维护上的优势。 2.任务调度、共享资源与软总线 嵌入式开发任务调度和资源共享 目前主要的实时多任务操作系统(VxWorks,嵌入式Li

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