走向一芯多屏,智能座艙中百花齊放的顯示技術
發布時間:2023-02-15 來源:Mouser 責任編輯:wenwei
【導讀】在今年理想L9推出後,喝彩和嘲諷兩種聲音參半。喝彩聲來自對其座艙的智能化、舒適化的稱讚;嘲諷則斥責其隻重視在座艙內發力,而忽略了行駛等機械素質的本原。
兩種聲音其實反映出了同一個趨勢:汽qi車che的de產chan品pin定ding義yi在zai逐zhu漸jian豐feng富fu,汽qi車che的de消xiao費fei觀guan念nian在zai改gai變bian。車che已yi經jing不bu僅jin僅jin是shi生sheng產chan力li工gong具ju,更geng是shi以yi消xiao費fei者zhe為wei中zhong心xin的de一yi體ti化hua數shu字zi平ping台tai,一yi台tai超chao大da號hao智zhi能neng設she備bei。汽qi車che座zuo艙cang所suo承cheng載zai也ye不bu僅jin僅jin是shi駕jia駛shi和he載zai客ke這zhe些xie簡jian單dan的de功gong能neng,而er是shi正zheng逐zhu漸jian演yan化hua為wei一yi個ge智zhi能neng化hua的de第di三san生sheng活huo空kong間jian。
圖1:理想L9智能座艙
(圖源:理想官網)
走向“一芯多屏”
回顧汽車座艙的發展曆程可以發現,汽車座艙經曆了從機械化、到電子化、再到智能化的發展階段。在2000年以前,汽車座艙中采用的是簡單的機械儀表和音頻設備,交互方式也多采用物理按鍵的方式。
在2000年到2015年,消費電子的蓬勃發展一定程度上也推動了汽車座艙的電子化,像液晶儀表、影音娛樂係統、觸摸屏等開始在一些高端車型中出現。但當時通常一車一方案,定製化程度較高,並沒有實現規模化的市場條件。
從2015年nian後hou,隨sui著zhe域yu控kong概gai念nian的de出chu現xian,汽qi車che座zuo艙cang由you此ci開kai始shi加jia速su智zhi能neng化hua發fa展zhan,同tong時shi人ren們men對dui於yu座zuo艙cang也ye有you了le新xin的de認ren識shi和he要yao求qiu。其qi中zhong顯xian示shi技ji術shu成cheng為wei智zhi能neng座zuo艙cang應ying用yong中zhong的de重zhong要yao部bu分fen開kai始shi了le快kuai速su演yan進jin。顯xian示shi上shang的de演yan進jin包bao括kuo:大尺寸液晶屏幕替代傳統中控;高刷液晶儀表、HUD取代傳統指針儀表;流媒體後視鏡替代傳統後視鏡;新增人工智能助手等。人機交互方式也升級為手勢操作、語音操作等混合自然交互方式。
圖2:智能座艙的演進
(圖源:東吳證券)
由此可見,智能座艙發展中的一個重要趨勢就是屏幕數量增多,尺寸變大,刷新率和分辨率提升。據群智谘詢數據,2022年上半年全球汽車整車銷量約3,766萬輛,同比下滑約10.7%。
但前裝車載顯示麵板的出貨約8,581萬片,同比增長約5.6%。在汽車銷量下滑的情況下,汽車顯示應用卻仍保持較大增幅,可見顯示技術在當前智能汽車發展中至關重要。
圖3:2022上半年全球汽車前裝顯示麵板出貨數據
(圖源:群智谘詢)
傳統的方案采用的都是一個屏幕一個芯片的方式,這種設計方案的缺點較多:BOM成本高;整體座艙的交互體驗也相對割裂;存在信號延遲的問題;來自不同供應商方案的協調調試也很繁瑣,開發周期長;可靠性並不理想等。
2015年世界通信大會上,偉世通首次推出智能座艙解決方案SmartCore。它在一個多核SoC級芯片上運行車載娛樂係統、數字儀表、HUDdengduogedulixitong,zhongxindingyilexinxichuanshufangshi,rangduopingjiaohugengyishixian。suihouzheyifanganzaibenchigaoduanchexingshangshixiandazai。erdangqian,duoxinduopingheyixinduopingdexianshifanganzhengzaichengweizhuliuqushi。
圖4:三星和哈曼合作推出的一芯多屏方案
(圖源:ResearchInChina)
作為一芯多屏方案的核心,多係統運行、高算力、高安全性、高可靠性的SoC成為行業追捧的熱點。行業領先的處理器廠商紛紛投身其中。
其中包括高通的SA8155P,采用7nm工藝,提供8TOPS超強算力;三星的Exynos Auto V9,采用8nm工藝支持6屏顯示;瑞薩的H3提供40,000 DMIPS算力,性能是前代的4倍;瑞芯微的RK3588M,一芯驅動5塊屏幕,具備360度環視算法等。
但dan其qi實shi除chu了le這zhe些xie主zhu芯xin片pian之zhi外wai,整zheng個ge智zhi能neng座zuo艙cang的de組zu成cheng還hai需xu要yao很hen多duo種zhong不bu同tong類lei型xing芯xin片pian的de參can與yu,除chu了le這zhe些xie芯xin片pian之zhi外wai還hai有you許xu許xu多duo多duo芯xin片pian,成cheng為wei了le幕mu後hou功gong臣chen。
智能座艙的關鍵芯片怎麼選?
芯片是成就智能座艙體驗的關鍵,那麼如何選擇合適的芯片來搭建智能座艙的方案?本文接下來會給出一些選型建議。
處理器
處理器方麵推薦的是Microchip Technology的SAM9X60低功耗微處理器,全係列采用ARM926EJ-S架構,運行速度是微控製器(MCU)的兩到三倍,可支持大型軟件應用程序並提供對Linux操作係統環境擴展功能的訪問。
我們推薦的具體產品型號在貿澤電子官網上的料號是SAM9X60D1G-I/LZB,這是SAM9X60D的SOM模塊係統(SOM)。外型尺寸僅為28mm × 28mm,單個封裝中包含MPU和4Gb SLC NAND閃存,以及電源、時鍾和存儲器。
圖5:SAM9X60D1G-I/LZB
(圖源:Microchip官網)
觸控IC
觸摸屏交互推薦的同樣是來自Microchip的ATMXT1189TD-A係列汽車觸摸屏控製器,該係列適用於最大13英寸的顯示屏;用於中控台、導航係統或後座娛樂係統。支持利用自電容和互電容測量實現自適應觸摸,從而識別所有觸摸,避免誤觸檢測。我們推薦直接采用ATMXT1189TDAT maXTouch評估板來進行器件評估和快速開發,該評估板在貿澤電子官網上的料號是ATMXT1189TDAT-SPI-PCB。
圖6:ATMXT1189TDAT maXTouch評估板
(圖源:貿澤電子)
以太網芯片
座艙中的通信離不開以太網,這裏給大家推薦的以太網交換芯片是來自Microchip的KSZ8841係列,這是一款具有32位/33MHz PCI處理器接口的單端口快速以太網MAC芯片。給大家推薦的具體型號在貿澤電子官網上的料號是KSZ8841-PMQLI-TR。
CAN總線
此外作為汽車應用,信號可靠性尤為重要。如下圖7所示,在汽車CAN總線網絡中需要共模抑製線圈來抑製總線中同向傳輸的共模噪聲,濾除網絡或電信設備高速差分數據線裏的共模EMI幹擾,保持信號的完整性。在這裏給大家推薦的共模抑製線圈是來自Bourns的DR SMD係列數據線扼流圈。
圖7:DR331-513AE在汽車電子控製器局域網絡中的應用
(圖源:Bourns)
先來介紹下Bourns,這是一家全球領先的芯片製造商,從1980年就開始提供汽車解決方案,並於2005年成立了汽車工業部,先後收購了多家汽車電子領域相關公司。目前專注於汽車傳感器、電路保護解決方案等產品供應,所有汽車產品均根據IATF 16949的要求製造。
圖8:Bourns在汽車領域的發展史
(圖源:Bourns)
我們推薦的DR SMD數據線扼流圈具有超過1,000MHz的寬頻率範圍、0.1A至0.5A的額定電流範圍以及高質量環形磁芯。同時Bourns DR扼流圈提供雙線或扇形繞組。推薦的具體產品型號在貿澤電子官網上的料號是DR331-513AE。
USB端口保護
汽車智能座艙中必然也離不開USB的使用,而作為汽車應用中USB的使用同樣需要關注安全和可靠性問題。如下圖9所示,Bourns也專門針對這類應用需求提供了USB 2.0單端口保護-數組解決方案。
圖9:USB 2.0單端口保護-數組解決方案
(來源:Bourns)
該方案中的MF-NSMF Multifuser® AEC-Q200 PTC自恢複保險絲符合AEC-Q200標準和RoHS指令,采用對稱設計。該器件具有非常小的尺寸(1206封裝),可以快速響應故障事件,非常適用於即插即用保護、電池和端口保護。我們推薦的具體產品型號在貿澤電子官網上的料號是MF-NSMF150-2。
總結
未來,智能汽車是獲取用戶數據的重要窗口,智能座艙是車廠打造差異化競爭力和護城河的關鍵。作為交互的媒介,“一芯多屏”會(hui)是(shi)智(zhi)能(neng)座(zuo)艙(cang)演(yan)進(jin)過(guo)程(cheng)中(zhong)最(zui)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)技(ji)術(shu)趨(qu)勢(shi)。貿(mao)澤(ze)提(ti)供(gong)豐(feng)富(fu)的(de)智(zhi)能(neng)座(zuo)艙(cang)顯(xian)示(shi)相(xiang)關(guan)芯(xin)片(pian)產(chan)品(pin),助(zhu)力(li)您(nin)快(kuai)速(su)完(wan)成(cheng)麵(mian)向(xiang)未(wei)來(lai)的(de)智(zhi)能(neng)座(zuo)艙(cang)設(she)計(ji)。
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