智能座舱域控制器及座舱芯片(SoC)

文摘   2024-12-29 07:36   上海  


一、座舱主要组成部分
智能座舱的变化主要体现在:
1、部件升级:
中控屏
屏幕尺寸逐渐增大,从过去的几英寸到现在的十几英寸甚至更大,提供了更广阔的视野和更丰富的信息显示。分辨率和色彩表现力提升,使得图像更加清晰、细腻。触控反应更加灵敏,用户体验更加流畅。    
仪表盘
从传统的机械式仪表盘演变为全液晶仪表盘,显示内容更加丰富、多样。增加了动态效果,如指针的平滑移动、数字的渐变等,提升了驾驶的沉浸感。
后视镜
出现了流媒体后视镜,通过摄像头捕捉车后景象并显示在屏幕上,减少了盲区,提高了安全性。部分车型还配备了自动防眩目后视镜,进一步提升了驾驶的舒适性。
芯片
采用了更高性能的处理器和芯片,提升了智能座舱的计算能力和响应速度。支持更复杂的算法和更丰富的功能,如语音识别、图像处理等。
氛围灯
氛围灯的设计更加多样化,可以根据驾驶模式、音乐节奏等自动调整颜色和亮度。提供了更加个性化的车内环境,提升了驾驶的愉悦感。
音响系统   
音响系统的音质和效果得到了显著提升,如采用了更多的扬声器、更先进的音频处理技术等。支持多种音频格式和音效模式,满足了不同用户的听觉需求。
座椅系统
座椅的材质、设计和功能都得到了升级,如采用了更加舒适的材质、增加了按摩、加热、通风等功能。部分座椅还支持电动调节和记忆功能,提供了更加个性化的驾驶体验。
2、部件新增:
座舱域控制器
座舱域控制器是智能座舱的核心部件之一,负责整合和管理座舱内的各种设备和功能。通过集中控制和优化资源分配,提高了座舱的整体性能和用户体验。
智能语音
智能语音系统使得驾驶员可以通过语音指令来控制座舱内的各种设备和功能,如导航、音乐播放、空调调节等。提高了驾驶的安全性和便利性。
抬头显示(HUD)   
抬头显示系统可以将导航信息、车速等关键信息投射到驾驶员前方的挡风玻璃上,减少了驾驶员低头看仪表盘的次数。提高了驾驶的安全性和专注度。
数字钥匙
数字钥匙是一种基于手机或智能设备的无钥匙进入系统,用户可以通过手机APP来解锁和启动车辆。提供了更加便捷和安全的车辆访问方式。
智能座舱的变化主要体现在部件的升级与新增上,这些变化不仅提升了驾驶的舒适性和便利性,还提高了驾驶的安全性和智能化水平。随着技术的不断发展,智能座舱将会迎来更多的创新和变革。   

二、座舱域控制器

座舱域控制器是一种集成了多项先进技术的车载控制单元,其主要功能包括整合和管理车载信息娱乐系统(如多媒体播放、导航系统、语音控制和车载通信等)、驱动和控制数字仪表盘和抬头显示系统、智能调节车内环境(如空调、灯光和座椅调节)以及提供驾驶辅助功能(如盲点监测、车道保持辅助和碰撞预警)等。通过高速处理器和多任务操作系统,座舱域控制器能够提供流畅的用户体验,并支持高分辨率显示和复杂的用户交互。此外,它还能根据驾驶员的习惯和偏好,自动调节座椅位置和空调设置,进一步提升驾乘的舒适性和便利性。
随着汽车电子电气架构(EEA)的不断改进,座舱域控制器也在不断提升其性能和功能。通过减少控制节点和将功能集成到域控制器中,汽车系统变得更加集中和高效,从而提高了系统的算力并降低了架构的复杂度。这种改进使得软件管理和车辆变形变得更加容易,同时也为智能座舱的持续发展提供了坚实的基础。

随着汽车智能化和网联化的不断深入,域控制器在智能座舱的发展中扮演着至关重要的角色。传统座舱由多个分散的子系统或单独模块组成,这种架构在处理日益复杂的智能座舱功能时显得力不从心。域控制器的出现打破了这一瓶颈,它通过打通硬件的分布式架构限制,降低了系统硬件和通信架构的设计难度,从而有效减少了各个分散控制器之间的通信资源消耗,并降低了座舱域的系统成本。   

座舱域控制器以集中化的形式支撑了汽车座舱功能的丰富性与强交互性,它成为了未来汽车运算决策的中心。从硬件层面来看,座舱域控制器主要由一颗主控座舱芯片以及外围电路构成。通过操作系统的支持和应用生态的赋能,座舱域控制器可以集成车载信息娱乐系统、液晶仪表、HUD(抬头显示)等多种功能。它能够接收传感器信号,进行计算并做出决策,然后将指令发送给执行端,从而实现对座舱内各种设备和功能的精确控制。

域内集中式方案是域控制器的重要技术背景。目前,座舱域控制器正处于域内集中阶段,它通过整合和优化座舱内的各种设备和功能,提升了系统的整体性能和用户体验。未来,智能座舱域有望与智能驾驶域相结合,从而实现更多的体验场景。这种跨域的融合将进一步推动汽车智能化的发展,为用户提供更加智能、便捷和舒适的驾乘体验。   

最终,随着技术的不断进步和应用的深入,车载中央计算机的形成将进一步整合简化车内架构。车载中央计算机将作为汽车智能化的核心,负责处理车内各种数据和信号,实现更加高效、智能和可靠的运算决策。这将为智能座舱和智能驾驶等领域的发展提供更加坚实的基础和广阔的空间。

三、座舱芯片(SoC)

座舱芯片(SoC)是智能座舱中的另一个核心部件,它负责处理并控制座舱内设备的信号。SoC通常集成了多种高性能、多核处理单元,包括CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)、AI处理单元、DSP(数字信号处理)和ISP(图形信号处理单元)等。这些处理单元共同协作,为汽车座舱提供强大的数据处理能力和丰富的功能支持。   

具体来说,CPU负责数据计算、控制与存储;GPU负责座舱数据中心的图像处理;AI处理单元具备智能和学习的特性,可用于座舱域扩展融合视觉处理的应用;DSP用于数字信号处理;ISP则专注于图形信号处理。通过这些处理单元的协同工作,SoC能够实现对座舱内各种设备和功能的精确控制和优化。

此外,座舱芯片在确保功能性的同时,也必须考虑芯片信息安全和数据安全。因此,SoC上通常运行着安全和非安全工作负载(混合关键性),以确保车辆内的个人和关键数据免受未经授权的访问和攻击。

域控制器作为未来汽车运算决策的中心,其功能的实现确实依赖于主控芯片、软件操作系统等多层次软硬件的有机结合。以下是对域控制器及其核心算力提供者——车载SoC(System on Chip,系统芯片):

1、域控制器与车载SoC的关系

核心算力提供者:域控制器的核心算力由车载SoC提供。SoC决定了座舱域控制器的数据承载能力、数据处理速度以及图像渲染能力,从而决定了整个座舱空间内的智能体验。   

软硬件结合:域控制器的功能实现不仅依赖于SoC等硬件,还需要软件操作系统的支持。软硬件的有机结合使得域控制器能够高效、智能地处理各种数据和信号。

2、SoC芯片的优势与特点

高算力:SoC芯片通常集成中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、神经网络单元(NPU)等多个处理单元,算力强大。随着智能化程度的加深,座舱对主控芯片算力的要求也越来越高。传统的车载芯片MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)在智能座舱的应用上遇到了算力不足、无法兼容的问题。而SoC芯片的CPU算力从数KDMIPS提升到百余KDMIPS,集成GPU极大提高了处理视频、图片等非结构化数据的能力,集成NPU则大幅提高AI运算的效率,满足智能座舱系统对车载娱乐、智能化交互体验的需求。

高兼容性:SoC芯片多采用异构内核,能适配不同的操作系统。这种兼容性使得SoC芯片能够广泛应用于不同类型的智能座舱系统中。同时,也有部分公司如华为,针对性适配自家的鸿蒙系统开发多内核设计的SoC芯片,以更好地发挥鸿蒙系统的人工智能物联网(AIoT)终端连接能力。   

3、SoC芯片与汽车EEA架构的演进
伴随演进:座舱SoC形态的演进是伴随汽车EEA(电子/电气架构)架构演进而不断进行的。随着汽车智能化水平的提升,EE架构从以前的分布式ECU(电子控制单元)架构升级至集中式域控制器架构,并继续向中央集成式架构方向演进。在这个过程中,SoC芯片凭借其高算力、高兼容性等优势,成为汽车芯片设计及应用的主流趋势。

未来趋势:未来,随着智能驾驶和智能座舱技术的不断发展,对SoC芯片的需求将进一步增加。预计全球车规级SoC市场规模增速将保持在较高水平。同时,为了满足更高阶的智能驾驶和智能座舱需求,SoC芯片将不断升级和迭代,算力将进一步提升,兼容性将更加广泛。

汇总:域控制器作为未来汽车运算决策的中心,其功能的实现依赖于主控芯片、软件操作系统等多层次软硬件的有机结合。而车载SoC芯片作为域控制器的核心算力提供者,在智能座舱的发展中发挥着至关重要的作用。随着技术的不断进步和应用的深入,SoC芯片将不断升级和完善,为智能座舱的未来发展注入更多的活力和可能性。




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