2018年6月21-22日,由布谷鳥科技、佐智汽車主辦,艾拉比智能、ADI亞德諾半導體、索喜科技贊助支持的“2018第二屆智能座艙與智能駕駛峰會”在深圳福田區綠景錦江酒店舉辦。北京佐思產研研究總監周彥武在會上做了《座艙電子設計趨勢》的主題演講。
北京佐思產研研究總監周彥武
我分享主要分為兩個部分,第一是座艙設計發展趨勢,第二是座艙電子架構發展趨勢。
對年輕消費者而言,他們對汽車的看待方式和以前不一樣,對他們來說,汽車更像是一種娛樂工具。性能或者安全都不是能直接看到的,所以不是關注重點,他們更加關心座艙和外觀。
未來,汽車中控屏將做成一體化,內飾和座艙電子完美整合在一起。最典型的座艙電子是吉利博瑞GE這樣的中控大屏。吉利博瑞GE采用雙12.3寸設計(儀表屏和中控屏),中控屏分為兩部分,左邊是12.3寸液晶屏,右邊是氛圍燈。氛圍燈可以顯示各種顏色,就像投影儀一樣。如果是新興造車企業,右邊的氛圍燈會直接換成副駕顯示屏。
下面這張是北汽新能源的LITE,其價格低,造型獨特,整個座艙用了三塊8寸顯示屏,布局讓人驚訝。
下面這款是北汽的Senova Offspace,其是請意大利人設計的,從原始設計圖來看,其整體設計特點是現代、硬朗(類似于家居設計風格)。中控部分有三塊屏幕,左邊顯示車輛信息,中間顯示導航和與朋友聯絡界面,右邊屏幕可以看看電影或者監測自身健康狀況等。
北汽Senova Offspace三塊屏幕使用觸摸方式,為提高用戶體驗和駕車安全,在中央扶手區域做了一個小的觸摸板,方便操控。
如果在汽車中加上HUD,基本上就是四屏,如果加上后座娛樂系統,屏幕數量甚至更多。比如正道H600采用了5塊屏設計:
1塊駕駛座前觸摸屏(10.25寸),用于顯示渦輪發電機轉速、電池剩余電量以及充電狀態等信息;
1塊副駕駛座前觸摸屏(10.25寸),可供乘客查看及發送短信;
1塊中控顯示屏(15.6寸),可以對車內的所有功能進行控制;
2塊后排顯示屏(8寸,位于前排座椅背后)用于滿足后座乘客的娛樂需求。
正道H600目前采用代工的方式,代工廠是麥格納。麥格納代工水平很高,它給寶馬代工寶馬Mini,給奔馳代工奔馳G系,還有最新的捷豹路虎旗下的一款車也是由他們代工。
剛剛拿到工信部牌照的合眾汽車,其概念也是大通屏。
蔚來汽車比較保守一點,搭載8.8寸儀表屏(廣州馬瑞利提供)和10.4寸中控屏(德賽西威提供),采用英偉達Parker平臺,成本高昂。威馬EX5的屏幕也算是夠大,搭載12.3寸儀表屏和12.8寸可旋轉中控屏。
我們發現,越是新興的廠家,屏幕越多,尺寸越大。比如奇點汽車,搭載16.4寸可顯示區域HUD+12.3寸液晶儀表+15.6寸可旋轉中控。榮威MARVEL X的屏幕也特別大,概念車屏幕是14寸,量產屏幕尺寸為19.4寸,是目前量產車中單塊屏幕最大的車型。
云度π7,搭載一塊24.3英寸屏,跟奔馳的概念車比較像。拜騰的50寸大屏,尺寸最大。
國外傳統車廠也正在轉變,2019版豐田普銳斯高配版,搭載11.6寸中控顯示屏,而2016版高配版只有6.1寸顯示屏。
保時捷的電動車Misson E,很明顯左邊是老設計,右邊是新設計。
寶馬以前特別強調性能和操控,現在寶馬也開始轉變,比如最新的X7,座艙設計比以前豪華得多。
日產下一代電動車V-MOTION,也是大通屏,中間后排扶手還有一個小的類似平板電腦的屏。
大眾2020版的捷達和帕薩特,也在朝著大屏的方向發展。總體來說,不管是低端車還是中高端車,都在朝這個方向發展。
下面講架構。現在大部分新能源車和新興造車企業開始進入量產階段,2018上半年有些企業小規模量產或試生產,2019-2020年許多企業開始正式量產。每輛車至少需要3塊 1080P的屏,至少128G的FLOPS(每秒浮點運算次數)才可以。
座艙電子的關鍵在于GPU,目前主要有6家公司參與:高通、NXP、英特爾、瑞薩、德州儀器、英偉達。現在市場上主要有高通、英特爾和瑞薩三家競爭,產品分別是高通820a、英特爾A3900、瑞薩R-Car H3。
高通820A有三檔,入門版是100GFLOPS,中檔版是200GFLOPS,頂配820a是320GFLOPS;
瑞薩使用SGX6650,600MHz下能有230GFLOPS;
英特爾的A3900系列中最低端的A3930僅有106GFLOPS,最頂級的A3960有216GFLOPS,稍遜于瑞薩。英特爾的強項在于CPU性能。
1、高通820A有望成為主流
從三家對比來看,高通GPU最強,其820A有可能成為中國座艙電子的主流應用。高通820a其主要特點有:
高、中、低完全覆蓋,靈活易用。820a有三個版本可選,低配版支持兩個1080p顯示,中檔版支持兩個1080p外加一個720p顯示,高配版支持4個1080p顯示。從高端路虎捷豹全系列到低端的本田下一代雅閣(十代雅閣使用高通602A)、比亞迪唐三代(唐二代使用高通602a)、領克2020年車型、PSA 2019年車型。中高端則有奧迪Q7(使用602A)。602a車型都將轉變為820a。大眾MIB II平臺可能從Jacinto 6轉向低端820a。
內置LTE Modem(型號為820am),最高支持Cat 9/13。不過大部分廠家都沒有4G通訊模組設計能力,因此帶LTE Modem的用戶幾乎沒有,大部分廠家還是采購通訊模組來做。
支持安卓。820a的前身是820,820原本就是針對安卓設計的,所以820a對安卓的支持更優。
產品系列化,研發成果保值率高。高通820a下一代已經確定為855a,預計到2020年底推出樣片。而高通如果成功收購NXP,i.mx8產品線就很有可能停掉。
高通的不足之處主要是,820a是針對手機設計的,沒有通過ISO26262 ASIL安全等級認證。現有的座艙電子芯片中,只有瑞薩R-Car H3通過了ISO26262 ASIL安全等級B級。NXP L8宣稱能夠達到ASIL標準,但尚未被ISO26262正式批準。
高通820a的典型應用是捷豹路虎的攬勝星脈。攬勝星脈采用6屏設計:
1個激光HUD,1個12.3寸液晶儀表,1個10寸導航+娛樂屏,1個10寸車輛信息屏,2個8寸后座娛樂系統顯示屏。儀表和后座娛樂系統由偉世通提供,HUD、導航娛樂和車輛信息顯示由松下提供。攬勝星脈下一代車型將使用一片820a完成,未來路虎全系列也將改用820a。
產品規劃方面,目前只有高通確定今年年底推出下一代芯片,2019年CES上將會展出車載版的855a(手機版的855也將同時推出)。其余的5家都沒有確定的下一代產品。高通主要有手機業務支撐,所以把整個研發費用降低了,這是高通比較強大的優勢。
2、英特爾A3900觸控操作最流暢
英特爾的CPU性能最強,英特爾A3900主要用在特斯拉Model3上。
3、瑞薩R-CAR H3定位高端市場
瑞薩主要客戶是豐田和大眾,做高端產品。它的R-CAR H3硬件完整度高(內含8G LPDDR4-3200),CPU性能強(臺積電16納米FinFET工藝),工藝比較先進(比高通820a采用的三星14納米LPP FinFET工藝先進),外設比較全(視頻輸入多達8路),是唯一通過ASIL B級的車載SoC。但其直到2018年3月才量產,時間上落后于高通。瑞薩R-CAR H3對Linux支持度較高,特別是AGL(汽車級Linux)。瑞薩R-Car H3提供AGL免費軟件庫,AGL工作組的核心成員也都來自瑞薩。
歐洲和日本企業用的方案大多基于Linux,瑞薩對其有較高吸引力。在日本,除本田外的日系車全面支持AGL。尤其是豐田,2018版新凱美瑞是全球第一輛采用AGL的量產車。馬自達、鈴木、三菱也全力支持AGL,基本上都會用瑞薩的方案。日產會部分采用瑞薩的方案。在歐美,瑞薩的客戶主要是大眾和奧迪,這兩個品牌的高端座艙長期使用瑞薩MCU+德州儀器J6+英偉達GPU設計。隨著德州儀器J6系列結束,大眾高端領域會比較依賴瑞薩。
4、英偉達主打高端GPU與人工智能,不做整體解決方案
今年2-3月,奔馳發布新款A級車,它中控臺上方的液晶顯示器和數字化儀表構成一個整體。該車搭載的MBUX號稱是目前全球最先進的座艙電子系統。這個車比較復雜,有多套方案,簡單來說就是雙7寸方案和雙10寸方案。其中雙7寸方案采用座艙域控制器,由偉世通、奔馳、英偉達三方聯合,核心SoC是瑞薩的R-Car H2,這是全球第一個座艙域控制器的量產產品。
這套MBUX系統初期開發成本比較高,目前還處在試水階段,主力系列車型——C級、E級、S級暫時不用,未來除了A級以外,下一步將在GLA和GLB上搭載。主要是用英偉達Parker做人工智能。
5、NXP發展比較滯后,德州儀器產品斷檔
NXP直到2018年四季度才會有樣片,有可能跟不上市場節奏。NXP現在的兩款都是比較低端,使用起來屏幕不夠流暢。德州儀器以高性能模擬為主,這些產品生命周期都在15年以上,利潤極高,且德州儀器在此領域擁有絕對優勢。但一款全新的芯片從發布到有樣品大約一年半,到量產大約兩年半,到有量產車上市大約四到五年,座艙電子平臺的生命周期越來越短。因此對于快速迭代的產品,德州儀器不太感興趣。
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原文標題:佐思產研周彥武:座艙電子設計和架構發展趨勢
文章出處:【微信號:zuosiqiche,微信公眾號:佐思汽車研究】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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