2018年6月21-22日,由布谷鳥(niǎo)科技、佐智汽車主辦,艾拉比智能、ADI亞德諾半導(dǎo)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(huì)”在深圳福田區(qū)綠景錦江酒店舉辦。北京佐思產(chǎn)研研究總監(jiān)周彥武在會(huì)上做了《座艙電子設(shè)計(jì)趨勢(shì)》的主題演講。
北京佐思產(chǎn)研研究總監(jiān)周彥武
我分享主要分為兩個(gè)部分,第一是座艙設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì),第二是座艙電子架構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)。
對(duì)年輕消費(fèi)者而言,他們對(duì)汽車的看待方式和以前不一樣,對(duì)他們來(lái)說(shuō),汽車更像是一種娛樂(lè)工具。性能或者安全都不是能直接看到的,所以不是關(guān)注重點(diǎn),他們更加關(guān)心座艙和外觀。
未來(lái),汽車中控屏將做成一體化,內(nèi)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(shè)計(jì)(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(yè),右邊的氛圍燈會(huì)直接換成副駕顯示屏。
下面這張是北汽新能源的LITE,其價(jià)格低,造型獨(dú)特,整個(gè)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(qǐng)意大利人設(shè)計(jì)的,從原始設(shè)計(jì)圖來(lái)看,其整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)是現(xiàn)代、硬朗(類似于家居設(shè)計(jì)風(fēng)格)。中控部分有三塊屏幕,左邊顯示車輛信息,中間顯示導(dǎo)航和與朋友聯(lián)絡(luò)界面,右邊屏幕可以看看電影或者監(jiān)測(cè)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(yàn)和駕車安全,在中央扶手區(qū)域做了一個(gè)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(lè)系統(tǒng),屏幕數(shù)量甚至更多。比如正道H600采用了5塊屏設(shè)計(jì):
1塊駕駛座前觸摸屏(10.25寸),用于顯示渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電池剩余電量以及充電狀態(tài)等信息;
1塊副駕駛座前觸摸屏(10.25寸),可供乘客查看及發(fā)送短信;
1塊中控顯示屏(15.6寸),可以對(duì)車內(nèi)的所有功能進(jìn)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(lè)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(lái)汽車比較保守一點(diǎn),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(dá)Parker平臺(tái),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(zhuǎn)中控屏。
我們發(fā)現(xiàn),越是新興的廠家,屏幕越多,尺寸越大。比如奇點(diǎn)汽車,搭載16.4寸可顯示區(qū)域HUD+12.3寸液晶儀表+15.6寸可旋轉(zhuǎn)中控。榮威MARVEL X的屏幕也特別大,概念車屏幕是14寸,量產(chǎn)屏幕尺寸為19.4寸,是目前量產(chǎn)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(guó)外傳統(tǒng)車廠也正在轉(zhuǎn)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(shí)捷的電動(dòng)車Misson E,很明顯左邊是老設(shè)計(jì),右邊是新設(shè)計(jì)。
寶馬以前特別強(qiáng)調(diào)性能和操控,現(xiàn)在寶馬也開(kāi)始轉(zhuǎn)變,比如最新的X7,座艙設(shè)計(jì)比以前豪華得多。
日產(chǎn)下一代電動(dòng)車V-MOTION,也是大通屏,中間后排扶手還有一個(gè)小的類似平板電腦的屏。
大眾2020版的捷達(dá)和帕薩特,也在朝著大屏的方向發(fā)展??傮w來(lái)說(shuō),不管是低端車還是中高端車,都在朝這個(gè)方向發(fā)展。
下面講架構(gòu)?,F(xiàn)在大部分新能源車和新興造車企業(yè)開(kāi)始進(jìn)入量產(chǎn)階段,2018上半年有些企業(yè)小規(guī)模量產(chǎn)或試生產(chǎn),2019-2020年許多企業(yè)開(kāi)始正式量產(chǎn)。每輛車至少需要3塊 1080P的屏,至少128G的FLOPS(每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù))才可以。
座艙電子的關(guān)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(dá)?,F(xiàn)在市場(chǎng)上主要有高通、英特爾和瑞薩三家競(jìng)爭(zhēng),產(chǎn)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(jí)的A3960有216GFLOPS,稍遜于瑞薩。英特爾的強(qiáng)項(xiàng)在于CPU性能。
1、高通820A有望成為主流
從三家對(duì)比來(lái)看,高通GPU最強(qiáng),其820A有可能成為中國(guó)座艙電子的主流應(yīng)用。高通820a其主要特點(diǎn)有:
高、中、低完全覆蓋,靈活易用。820a有三個(gè)版本可選,低配版支持兩個(gè)1080p顯示,中檔版支持兩個(gè)1080p外加一個(gè)720p顯示,高配版支持4個(gè)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(lǐng)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(zhuǎn)變?yōu)?20a。大眾MIB II平臺(tái)可能從Jacinto 6轉(zhuǎn)向低端820a。
內(nèi)置LTE Modem(型號(hào)為820am),最高支持Cat 9/13。不過(guò)大部分廠家都沒(méi)有4G通訊模組設(shè)計(jì)能力,因此帶LTE Modem的用戶幾乎沒(méi)有,大部分廠家還是采購(gòu)?fù)ㄓ嵞=M來(lái)做。
支持安卓。820a的前身是820,820原本就是針對(duì)安卓設(shè)計(jì)的,所以820a對(duì)安卓的支持更優(yōu)。
產(chǎn)品系列化,研發(fā)成果保值率高。高通820a下一代已經(jīng)確定為855a,預(yù)計(jì)到2020年底推出樣片。而高通如果成功收購(gòu)NXP,i.mx8產(chǎn)品線就很有可能停掉。
820芯片已經(jīng)經(jīng)過(guò)手機(jī)客戶驗(yàn)證過(guò)。
高通的不足之處主要是,820a是針對(duì)手機(jī)設(shè)計(jì)的,沒(méi)有通過(guò)ISO26262 ASIL安全等級(jí)認(rèn)證。現(xiàn)有的座艙電子芯片中,只有瑞薩R-Car H3通過(guò)了ISO26262 ASIL安全等級(jí)B級(jí)。NXP L8宣稱能夠達(dá)到ASIL標(biāo)準(zhǔn),但尚未被ISO26262正式批準(zhǔn)。
高通820a的典型應(yīng)用是捷豹路虎的攬勝星脈。攬勝星脈采用6屏設(shè)計(jì):
1個(gè)激光HUD,1個(gè)12.3寸液晶儀表,1個(gè)10寸導(dǎo)航+娛樂(lè)屏,1個(gè)10寸車輛信息屏,2個(gè)8寸后座娛樂(lè)系統(tǒng)顯示屏。儀表和后座娛樂(lè)系統(tǒng)由偉世通提供,HUD、導(dǎo)航娛樂(lè)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(lái)路虎全系列也將改用820a。
產(chǎn)品規(guī)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(huì)展出車載版的855a(手機(jī)版的855也將同時(shí)推出)。其余的5家都沒(méi)有確定的下一代產(chǎn)品。高通主要有手機(jī)業(yè)務(wù)支撐,所以把整個(gè)研發(fā)費(fèi)用降低了,這是高通比較強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。
2、英特爾A3900觸控操作最流暢
英特爾的CPU性能最強(qiáng),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(chǎng)
瑞薩主要客戶是豐田和大眾,做高端產(chǎn)品。它的R-CAR H3硬件完整度高(內(nèi)含8G LPDDR4-3200),CPU性能強(qiáng)(臺(tái)積電16納米FinFET工藝),工藝比較先進(jìn)(比高通820a采用的三星14納米LPP FinFET工藝先進(jìn)),外設(shè)比較全(視頻輸入多達(dá)8路),是唯一通過(guò)ASIL B級(jí)的車載SoC。但其直到2018年3月才量產(chǎn),時(shí)間上落后于高通。瑞薩R-CAR H3對(duì)Linux支持度較高,特別是AGL(汽車級(jí)Linux)。瑞薩R-Car H3提供AGL免費(fèi)軟件庫(kù),AGL工作組的核心成員也都來(lái)自瑞薩。
歐洲和日本企業(yè)用的方案大多基于Linux,瑞薩對(duì)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(chǎn)車。馬自達(dá)、鈴木、三菱也全力支持AGL,基本上都會(huì)用瑞薩的方案。日產(chǎn)會(huì)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(gè)品牌的高端座艙長(zhǎng)期使用瑞薩MCU+德州儀器J6+英偉達(dá)GPU設(shè)計(jì)。隨著德州儀器J6系列結(jié)束,大眾高端領(lǐng)域會(huì)比較依賴瑞薩。
4、英偉達(dá)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(fā)布新款A(yù)級(jí)車,它中控臺(tái)上方的液晶顯示器和數(shù)字化儀表構(gòu)成一個(gè)整體。該車搭載的MBUX號(hào)稱是目前全球最先進(jìn)的座艙電子系統(tǒng)。這個(gè)車比較復(fù)雜,有多套方案,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)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(dá)三方聯(lián)合,核心SoC是瑞薩的R-Car H2,這是全球第一個(gè)座艙域控制器的量產(chǎn)產(chǎn)品。
這套MBUX系統(tǒng)初期開(kāi)發(fā)成本比較高,目前還處在試水階段,主力系列車型——C級(jí)、E級(jí)、S級(jí)暫時(shí)不用,未來(lái)除了A級(jí)以外,下一步將在GLA和GLB上搭載。主要是用英偉達(dá)Parker做人工智能。
5、NXP發(fā)展比較滯后,德州儀器產(chǎn)品斷檔
NXP直到2018年四季度才會(huì)有樣片,有可能跟不上市場(chǎng)節(jié)奏。NXP現(xiàn)在的兩款都是比較低端,使用起來(lái)屏幕不夠流暢。德州儀器以高性能模擬為主,這些產(chǎn)品生命周期都在15年以上,利潤(rùn)極高,且德州儀器在此領(lǐng)域擁有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。但一款全新的芯片從發(fā)布到有樣品大約一年半,到量產(chǎn)大約兩年半,到有量產(chǎn)車上市大約四到五年,座艙電子平臺(tái)的生命周期越來(lái)越短。因此對(duì)于快速迭代的產(chǎn)品,德州儀器不太感興趣。
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原文標(biāo)題:佐思產(chǎn)研周彥武:座艙電子設(shè)計(jì)和架構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)
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