智能座艙系統架構框圖及軟件架構解析

傳統座艙域是由幾個分散子系統組成，這種架構無法支持多屏聯動、多屏駕駛等功能，因此催生出座艙域控制器這種域集中式的計算平臺。

智能座艙的構成主要包括全液晶儀表、大屏中控系統、車載信息娛樂系統、抬頭顯示系統、流媒體后視鏡等，核心控制部件是域控制器(DCU)。

智能座艙域控制器通過以太網/MOST/CAN，實現抬頭顯示、儀表盤、導航等部件的融合，不僅具有傳統座艙電子部件，還進一步整合智能駕駛 ADAS 系統和車聯網 V2X 系統，從而進一步優化智能駕駛、車載互聯、信息娛樂等功能。

智能座艙系統架構，功能說明

場景，是做產品設計的一個關鍵詞，也是我們理解產品的一個有效方式；

大家想象下，你是駕駛員，從上車發動，到抵達目睹地停車入庫，可能會操作的：

通過大屏/按鍵，開啟空調；（或者通過語音指令開啟）

手機開始導航，并投屏到中控/抬頭顯示；（或者直接車機導航）

打開收音機，切換到自己喜歡的電臺

到達目的地后，停車入庫過程，開啟全景泊車，倒車入庫；

有了上述信息，加上大家的駕駛經驗，應該很好理解下圖的智能座艙系統架構

轉自 九章智駕

一般而言，智能座艙域控制器包括如下功能

車輛和環境信息顯示功能：中控、儀表、抬頭顯示、流媒體后視鏡等顯示交互

娛樂、瀏覽功能：本地和在線的媒體播放、電臺播放等

配置、設置和控制功能：車輛/駕駛信息設置

車內監測：駕駛員/乘員頭、臉、眼監測功能和健康監測

交互功能：語音交互、手勢控制

連接及導航功能：藍牙/WiFi、USB，4G/5G，北斗，GPS等

輔助駕駛：環視、后視、夜視等功能

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系統框圖及軟件架構

我們順著第一節的系統功能，就比較好進行芯片層面的理解，及域控制器的芯片框圖，如下

簡單說明下：

左上角的，可以理解是域控SoC最小系統需要的，包括供電，存儲（eMMC和DRAM），時鐘

左下角的則是功能部分，比如WiFi&BT一般選擇雙模模組，通過SDIO和SoC通信；Audio DSP也可以只是Codec + PA，只要用于音頻采集及播放（具體的語音交互邏輯一般云端結合本地方式處理）；SDCARD則用于保存相關信息

因為域控制器需要和其他ECU通信，比如VCU，比如其他域控制器，一方面SoC中不帶有CAN等通信外設，一方面本身需要一顆MCU監控SoC及系統的狀態，因此這里一般會配套一套ASIL-B級別的MCU

我們結合軟件系統，可以加深對系統及硬件的理解，如下，座艙域控制器的軟件系統復雜程度非常高，軟件開發人員數目遠超硬件人員（還不涉及到算法人員）；

SoC運行Hypervisor，在Hypervisor之上運行兩類操作系統，其中對實時性和安全性要求比較高的安全域模塊跑在QNX或者Linux系統上；對實時性要求不太高、但對生態要求比較高的娛樂域模塊跑在Android系統上； ?

MCU運行AUTOSAR系統，用于CAN/LIN總線的喚醒、通訊以及電源管理等；

轉自?華陽官網

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座艙域控制器主控SoC

轉自 阿寶1990

轉自?佐思汽研

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多款車型座艙域控制器實物拆解

特斯拉Model的域控制器，由兩塊電路板構成，一塊是主板，另一塊是固定在主板上的一塊小型無線通信電路板（圖中粉色框所示）。這一塊通信電路板包含了LTE 模組、以太網控制芯片、天線接口等，相當于傳統汽車中用于對外無線通信的T-box ?

主板采用了雙面PCB 板，正面主要布局各種網絡相關芯片，例如Intel 和Marvell 的以太網芯片，Telit 的LTE 模組，TI 的視頻串行器等。正面的另一個重要作用是提供對外接口，如藍牙/WiFi/LTE 的天線接口、攝像頭輸入輸出接口、音頻接口、USB 接口、以太網接口等。 ? ? ?

現代Genesis GV60座艙域控制器，被現代稱之為Connected Car Integrated Cockpit即CCIC，無縫連接儀表、中控、HUD、電子倒車鏡。CCIC應該使用了QNX的虛擬機，一套硬件拖動中控、儀表和兩個電子倒車鏡。儀表和中控的尺寸都是12.3英寸，與寶馬旗艦iX的座艙設計頗為近似。

拆開表面一層PCB，實際下面還有一片PCB。

圖片來源：互聯網

主PCB版正面，英偉達的標記非常醒目，SoC可能是英偉達的Xavier，也可能是Orin的座艙版。SoC周邊4個LPDDR，一個三星的UFS，背面還有一個Spansion的NOR Flash。左邊那個大的芯片可能是博通的以太網交換機。

圖片來源：互聯網

主板背面，外圍的設計非常類似奔馳NTG7的設計，最左邊是兩路視頻輸出，通過MAX92936的GMSL做解串行，這是顆特別的芯片，不是美信的常規產品，奔馳也有使用，一路輸出到中控屏，另一路將中控屏的內容投射到儀表顯示屏。再左邊可能是一個4路全景攝像頭輸入，連接了一個GMSL解串行芯片。再左邊兩路連接器連在一個解串行上，推測可能是儀表視頻輸出，再左邊是駕駛員行為監測攝像頭輸入，解串行是MAX96312，也是屬于非標準產品。再左邊可能是A2B音頻總線連接器，由一顆瑞昱的A2B音頻總線芯片連接，最右邊可能是一顆PHY。

圖片來源：互聯網

電源板正面，中間靠右的芯片可能是MCU，中間靠左靠上的可能是音頻DSP芯片。 ?

日產車機屏幕通常有8、9、12.3英寸三種，其中9英寸是主流，本次拆解的就是9英寸車機

和之前拆解的車機不同，日產車機是和屏幕一體的，早期的車機大多這么設計。通過FPC軟板與屏幕連接，后來改為用解串行芯片加LVDS連接。

外觀還有這個版本

從后面看的更明白

9英寸屏幕分辨率是1280*720，電容觸摸屏，支持蘋果CarPlau和Android Auto，支持DAB，兩個USB。本次拆解是美國版本日產車機，從標簽可以看出是日本歌樂制造的。

屏幕與車機之間隔著一塊鐵板

兩邊是天線

與高端車機一樣，電路板也是分成三塊，一塊是電源音頻MCU，另一塊是主處理器板，還有一塊是DAB收音板。

主處理器板

主芯片是韓國Telechips的TCC8031，就是中間面積最大者。Telechips名不見經傳，實際在中低端車機領域實力很強，2021年收入大約1.1億美元，出貨量超千萬片。

TCC8031左下方是LG INNOTEK的一個藍牙與WiFi模塊，這是全球最小的藍牙與WiFi模塊，型號為ATC5CDL001。

TCC8031正下方是兩片DDR3 DRAM，型號為EM6HE16EWAKG-10H，容量為每片4Gb，也就是0.5GB，估計制造工藝是28納米，這是中國臺灣地區的鈺創供應的，鈺創是罕見的內存設計公司，自己設計內存再委托華邦晶圓廠代工，年收入大約2億美元。

TCC8031左邊是一片SDARM，型號為EM636165TS，容量非常小，只有16Mb，體積卻不小，估計是0.13微米也就是130納米工藝制造的。

在TCC8031正上方的芯片，從型號推斷是中國深圳企業江波龍電子供應的eMMC，江波龍也是上市公司，與鈺創一樣是IC設計公司，在中國臺灣地區代工，容量為8GB，或許是比較老舊的MLC NAND。

TCC8031左上方是Telechips的TCC8003，這是一顆音頻處理芯片。在鈺創SDRAM左邊還有一顆比較小的芯片，是Telechips的TCC5027，是TCC8031的電源管理芯片。

主板背面如上圖，只有一顆大的芯片，是中國臺灣地區晶豪科技公司提供的Bootloader Flash，型號EM29LV320A，容量只有48Mb，體積碩大，估計也是130納米工藝制造的，晶豪科技2021年收入大約2億美元，2022年能到2.5億美元。

第二層板，中間是DAB收音模塊。

最底層的電路板，主要是收音、供電、音頻放大和MCU。收音方面，也是Telechips的芯片，或許是TCC3171。解串行方面是美信的。電路板背面主要芯片是瑞薩的MCU。麥克分輸入放大與音頻，CODEC是AKM的AK4616，盡管日產處處節約成本，甚至包括低密度的線路板都考慮到了，但是音質方面居然破例用了一顆單獨的音頻DAC，音源對音質影響最大，遠高于揚聲器單元和放大器，可惜大部分廠家包括上百萬的豪車也是用主芯片里的音頻DAC，日產破例用了PCM1681做音頻DAC，就在左上角，PCM1681屬于BB公司，BB公司后來被德州儀器收購。

? PCM1681信噪比105分貝，24-Bit, 192-kHz，價格也很低，只有1.5美元，但音頻線路要重新設計，有點麻煩。針對座艙的音頻設計，如果考慮德州儀器的PCM1794，價格大概14美元，但比在揚聲器增加70美元來的效果要好得多，若是頂級音頻發燒友，推薦ESS的ES9038PRO（價格約100美元）或者4片PCM1704并聯，效果比在揚聲器上增加500美元來得效果要明顯。音頻放大則是意法半導體的D類放大器，最大4路20瓦輸出。?

編輯：黃飛