亚洲太阳城娱乐城周彦武:座舱电子设计和架构发展趋势

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2018/7/16 15:55:01

2018年6月21-22日,由布谷鸟科技、佐智汽车主办,艾拉比智能、ADI亚德诺半导体、索喜科技赞助支持的“2018第二届智能座舱与智能驾驶峰会”在深圳福田区绿景锦江酒店举办。北京亚洲太阳城娱乐城研究总监周彦武在会上做了《座舱电子设计趋势》的主题演讲。


北京亚洲太阳城娱乐城研究总监周彦武


我分享主要分为两个部分,第一是座舱设计发展趋势,第二是座舱电子架构发展趋势。


对年轻消费者而言,他们对汽车的看待方式和以前不一样,对他们来说,汽车更像是一种娱乐工具。性能或者安全都不是能直接看到的,所以不是关注重点,他们更加关心座舱和外观。


未来,汽车中控屏将做成一体化,内饰和座舱电子完美整合在一起。最典型的座舱电子是吉利博瑞GE这样的中控大屏。吉利博瑞GE采用双12.3寸设计(仪表屏和中控屏),中控屏分为两部分,左边是12.3寸液晶屏,右边是氛围灯。氛围灯可以显示各种颜色,就像投影仪一样。如果是新兴造车企业,右边的氛围灯会直接换成副驾显示屏。



下面这张是北汽新能源的LITE,其价格低,造型独特,整个座舱用了三块8寸显示屏,布局让人惊讶。



下面这款是北汽的Senova Offspace,其是请意大利人设计的,从原始设计图来看,其整体设计特点是现代、硬朗(类似于家居设计风格)。中控部分有三块屏幕,左边显示车辆信息,中间显示导航和与朋友联络界面,右边屏幕可以看看电影或者监测自身健康状况等。



北汽Senova Offspace三块屏幕使用触摸方式,为提高用户体验和驾车安全,在中央扶手区域做了一个小的触摸板,方便操控。



如果在汽车中加上HUD,基本上就是四屏,如果加上后座娱乐系统,屏幕数量甚至更多。比如正道H600采用了5块屏设计:


•1块驾驶座前触摸屏(10.25寸),用于显示涡轮发电机转速、电池剩余电量以及充电状态等信息;


•1块副驾驶座前触摸屏(10.25寸),可供乘客查看及发送短信;


•1块中控显示屏(15.6寸),可以对车内的所有功能进行控制;


•2块后排显示屏(8寸,位于前排座椅背后)用于满足后座乘客的娱乐需求。


正道H600目前采用代工的方式,代工厂是麦格纳。麦格纳代工水平很高,它给宝马代工宝马Mini,给奔驰代工奔驰G系,还有最新的捷豹路虎旗下的一款车也是由他们代工。



刚刚拿到工信部牌照的合众汽车,其概念也是大通屏。



蔚来汽车比较保守一点,搭载8.8寸仪表屏(广州马瑞利提供)和10.4寸中控屏(德赛西威提供),采用英伟达Parker平台,成本高昂。威马EX5的屏幕也算是够大,搭载12.3寸仪表屏和12.8寸可旋转中控屏。



我们发现,越是新兴的厂家,屏幕越多,尺寸越大。比如奇点汽车,搭载16.4寸可显示区域HUD+12.3寸液晶仪表+15.6寸可旋转中控。荣威MARVEL X的屏幕也特别大,概念车屏幕是14寸,量产屏幕尺寸为19.4寸,是目前量产车中单块屏幕最大的车型。



云度π7,搭载一块24.3英寸屏,跟奔驰的概念车比较像。拜腾的50寸大屏,尺寸最大。



国外传统车厂也正在转变,2019版丰田普锐斯高配版,搭载11.6寸中控显示屏,而2016版高配版只有6.1寸显示屏。



保时捷的电动车Misson E,很明显左边是老设计,右边是新设计。



宝马以前特别强调性能和操控,现在宝马也开始转变,比如最新的X7,座舱设计比以前豪华得多。



日产下一代电动车V-MOTION,也是大通屏,中间后排扶手还有一个小的类似平板电脑的屏。



大众2020版的捷达和帕萨特,也在朝着大屏的方向发展。总体来说,不管是低端车还是中高端车,都在朝这个方向发展。




下面讲架构。现在大部分新能源车和新兴造车企业开始进入量产阶段,2018上半年有些企业小规模量产或试生产,2019-2020年许多企业开始正式量产。每辆车至少需要3块 1080P的屏,至少128G的FLOPS(每秒浮点运算次数)才可以。


座舱电子的关键在于GPU,目前主要有6家公司参与:高通、NXP、英特尔、瑞萨、德州仪器、英伟达。现在市场上主要有高通、英特尔和瑞萨三家竞争,产品分别是高通820a、英特尔A3900、瑞萨R-Car H3。


•高通820A有三档,入门版是100GFLOPS,中档版是200GFLOPS,顶配820a是320GFLOPS;


•瑞萨使用SGX6650,600MHz下能有230GFLOPS;


•英特尔的A3900系列中最低端的A3930仅有106GFLOPS,最顶级的A3960有216GFLOPS,稍逊于瑞萨。英特尔的强项在于CPU性能。


1、高通820A有望成为主流


从三家对比来看,高通GPU最强,其820A有可能成为中国座舱电子的主流应用。高通820a其主要特点有:


•高、中、低完全覆盖,灵活易用。820a有三个版本可选,低配版支持两个1080p显示,中档版支持两个1080p外加一个720p显示,高配版支持4个1080p显示。从高端路虎捷豹全系列到低端的本田下一代雅阁(十代雅阁使用高通602A)、比亚迪唐三代(唐二代使用高通602a)、领克2020年车型、PSA 2019年车型。中高端则有奥迪Q7(使用602A)。602a车型都将转变为820a。大众MIB II平台可能从Jacinto 6转向低端820a。


•内置LTE Modem(型号为820am),最高支持Cat 9/13。不过大部分厂家都没有4G通讯模组设计能力,因此带LTE Modem的用户几乎没有,大部分厂家还是采购通讯模组来做。


•支持安卓。820a的前身是820,820原本就是针对安卓设计的,所以820a对安卓的支持更优。


•产品系列化,研发成果保值率高。高通820a下一代已经确定为855a,预计到2020年底推出样片。而高通如果成功收购NXP,i.mx8产品线就很有可能停掉。


•820芯片已经经过手机客户验证过。


高通的不足之处主要是,820a是针对手机设计的,没有通过ISO26262 ASIL安全等级认证。现有的座舱电子芯片中,只有瑞萨R-Car H3通过了ISO26262 ASIL安全等级B级。NXP L8宣称能够达到ASIL标准,但尚未被ISO26262正式批准。



高通820a的典型应用是捷豹路虎的揽胜星脉。揽胜星脉采用6屏设计:


1个激光HUD,1个12.3寸液晶仪表,1个10寸导航+娱乐屏,1个10寸车辆信息屏,2个8寸后座娱乐系统显示屏。仪表和后座娱乐系统由伟世通提供,HUD、导航娱乐和车辆信息显示由松下提供。揽胜星脉下一代车型将使用一片820a完成,未来路虎全系列也将改用820a。



产品规划方面,目前只有高通确定今年年底推出下一代芯片,2019年CES上将会展出车载版的855a(手机版的855也将同时推出)。其余的5家都没有确定的下一代产品。高通主要有手机业务支撑,所以把整个研发费用降低了,这是高通比较强大的优势。



2、英特尔A3900触控操作最流畅


英特尔的CPU性能最强,英特尔A3900主要用在特斯拉Model3上。



3、瑞萨R-CAR H3定位高端市场


瑞萨主要客户是丰田和大众,做高端产品。它的R-CAR H3硬件完整度高(内含8G LPDDR4-3200),CPU性能强(台积电16纳米FinFET工艺),工艺比较先进(比高通820a采用的三星14纳米LPP FinFET工艺先进),外设比较全(视频输入多达8路),是唯一通过ASIL B级的车载SoC。但其直到2018年3月才量产,时间上落后于高通。瑞萨R-CAR H3对Linux支持度较高,特别是AGL(汽车级Linux)。瑞萨R-Car H3提供AGL免费软件库,AGL工作组的核心成员也都来自瑞萨。


欧洲和日本企业用的方案大多基于Linux,瑞萨对其有较高吸引力。在日本,除本田外的日系车全面支持AGL。尤其是丰田,2018版新凯美瑞是全球第一辆采用AGL的量产车。马自达、铃木、三菱也全力支持AGL,基本上都会用瑞萨的方案。日产会部分采用瑞萨的方案。在欧美,瑞萨的客户主要是大众和奥迪,这两个品牌的高端座舱长期使用瑞萨MCU+德州仪器J6+英伟达GPU设计。随着德州仪器J6系列结束,大众高端领域会比较依赖瑞萨。



4、英伟达主打高端GPU与人工智能,不做整体解决方案


今年2-3月,奔驰发布新款A级车,它中控台上方的液晶显示器和数字化仪表构成一个整体。该车搭载的MBUX号称是目前全球最先进的座舱电子系统。这个车比较复杂,有多套方案,简单来说就是双7寸方案和双10寸方案。其中双7寸方案采用座舱域控制器,由伟世通、奔驰、英伟达三方联合,核心SoC是瑞萨的R-Car H2,这是全球第一个座舱域控制器的量产产品。



这套MBUX系统初期开发成本比较高,目前还处在试水阶段,主力系列车型——C级、E级、S级暂时不用,未来除了A级以外,下一步将在GLA和GLB上搭载。主要是用英伟达Parker做人工智能。



5、NXP发展比较滞后,德州仪器产品断档


NXP直到2018年四季度才会有样片,有可能跟不上市场节奏。NXP现在的两款都是比较低端,使用起来屏幕不够流畅。德州仪器以高性能模拟为主,这些产品生命周期都在15年以上,利润极高,且德州仪器在此领域拥有绝对优势。但一款全新的芯片从发布到有样品大约一年半,到量产大约两年半,到有量产车上市大约四到五年,座舱电子平台的生命周期越来越短。因此对于快速迭代的产品,德州仪器不太感兴趣。


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