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来看看巨头们都是如何布局智能汽车?

2014-12-11 15:14      点击:

  

  智能汽车是业界一直热议的话题。而所谓的汽车智能化,就是要实现拟人的动作执行,其前提是获取信息、处理信息,使得汽车拥有对客观事物进行感知、分析、判断并有效地进行处理和执行的综合能力。这一趋势极大带动了车厂对高集成半导体解决方案的需求,让我们一起看看几家企业的最新进展。

  更丰富的人机接口

  过去,汽车仪表盘为驾驶员提供了重要的仪表标识和指示数据,但随着汽车前端模块的不断演变,仅仅这些已然不够。这给想要进一步增强用户体验的OEM厂商带来了挑战—既要达到视觉吸引的效果,又不能让驾驶员分心。“传统MCU普遍缺少高清视频/图片处理和存储能力,能实现高性能图像效果的专用SoC价格又过高。因此,通过对MCU进行升级,使其具备图像处理功能就成为自然的选择。”Spansion公司微控制器与模拟业务部门市场部营销总监王钰说。

  他们此番推出了两种不同的Traveo MCU车载仪表盘解决方案:S6J324C系列支持2D,S6J326C系列支持2D和3D图形处理,并均可连接至Spansion HyperBus接口、CAN-FD/Ethernet AVB通信协议以及LVDS PHY、RSDS高级图形接口,并采用统一封装。由于3D内容可被直接发送至显示引擎,无需外置RAM,相比传统方案,Traveo MCU可将系统PCB层数由6层将至4层,成本降低至原来的1/3。

  为了用比以前更少的工作量就可以完成一站式系统开发,Spansion还为其SoC提供了用途广泛的软件工具包,例如AUTOSAR(MCAL 4.x、BSW)、图形(Spansion 2D/3D图形引擎库、变换支持工具、创作工具)、SHE(CRY库)、音响(波形编辑器和模拟器)。

  之所以选择R5系列,王钰称主因在于这是ARM专门针对汽车电子应用开发的内核,兼具高性能与低功耗的特点,非常适合汽车马达控制、电池管理、仪表盘、供热通风与空调(HVAC)、先进驾驶辅助系统(ADAS)以及人机交互界面(HMI)控制、以及未来多内核应用。

  “多核MCU芯片目前在车载领域的应用还不普遍,由于汽车行业的特殊性,芯片—方案—车厂—量产的周期跨度非常久,一项新技术要真正应用于汽车上的周期会相当长。所以在多核生态系统没有完善起来之前,车厂不会贸然采用。”但王钰认为这会是一个趋势,未来无论是引擎控制、还是信息娱乐系统对图形、音视频做同步处理时,多核芯片将极大减少系统的成本与复杂度。

  更主动的汽车安全

  高级驾驶辅助系统(ADAS)是朝着完全自主驾驶汽车的目标迈出的关键性一步。一个典型的ADAS系统通常包括视频放大、编码、传输、解码、处理和显示功能,从一开始,ADAS处理器目标就是减少总拥有成本(ToC),同时又不牺牲系统供应商和OEM灵活性。除了足够的编程和处理能力外,还需要更低的功耗、优化的视觉处理库,并符合ISO26262要求的功能安全。

  ADI 公司副总裁兼汽车电子事业部总经理Mark Gill表示认同这一趋势:“更安全、更绿色、更智能,将是ADI汽车电子技术未来的发展愿景,我们未来的投资重点将放在ADAS、新能源汽车动力总成、智能化信息娱乐系统三个方面。”过去5年内,Mark Gill领导的部门占公司整体营收的比例从10%上升至18%,汽车也成为ADI成长最为迅速的战略市场之一,其仰仗的领先技术包括12V电池管理技术、安全气囊探测、ESC/ESP、DSP主动降噪等。

  在汽车安全领域,ADI核心产品可分为用于被动安全的气囊及防侧滑装置的陀螺仪传感器、低G/高G加速度传感器,以及预防前车碰撞、死角检测与行人检测的主动安全方案,包括24GHz/77GHz雷达系统和从RF器件、模拟前端直至DSP的所有关键部件。ADSP-BF60x系列是ADI颇具代表性的产品,ADSP-BF609(处理百万像素格式)和ADSP-BF608(处理VGA格式)均支持五种并行视觉功能,在105℃环境温度下的功耗小于1.3W,处理速度30帧/秒,可将ADAS系统总成本降低约30%。

  TI 处理器业务部业务开发总监蒋宏认为“这两者并不是完全对立的。”他说:“尽管基于摄像头的传感器成本低于其它技术,但其处理要求会急剧增加。目前的系统要求我们能够处理30帧每秒、1,280x800分辨率的图像,并可以同时运行5种以上的算法。”例如,其最新的TDA3x系列可支持车线维持辅助、自适应巡航控制、交通标志识别、行人与物体检测、前方防碰撞预警和倒车防碰撞预警等多种ADAS算法,从而在前置摄像头、全车环视、融合应用、雷达与后置摄像头方面实现了更高的可扩展性。

  率先将层叠封装(PoP)引入到汽车行业是TDA3x SoC的卖点之一,包括LPDDR2嵌入存储器和闪存,从而实现了小型化的ADAS摄像头或雷达系统,包括Micron、ISSI和Windond等多家存储器供应商都将为TDA3xSoC提供定制化POP存储器;卖点之二则来自完全集成的ISP功能,实现了对噪声滤波器、色彩滤镜阵列、视频噪声时域滤波 (VNTF)、曝光和白平衡控制、宽动态范围(WDR)与镜头失真校正(LDC)的全支持。

  更智能的信息娱乐系统

  随着对环保驾驶、安全性和舒适性要求的提高,人与汽车以及与外界相关联的信息量也越来越庞大和复杂,如车辆故障诊断、摄像头影像、警告、导航、智能手机连接和云连接等信息,迄今为止,这些信息是通过中控显示屏、仪表板显示屏和抬头显示器等分别显示和控制的。

  但是,为了实时和直观地向驾驶员传达汽车及其周围情况,需要将各种信息汇集到一处进行集中处理,并根据不同驾驶场景选择最佳形式呈现出来,多屏 (Integrated HMI)全液晶仪表系统概念应运而生。王钰认为整车厂对这一概念的接受程度还有待观察,如果真的发生,那么显而易见的事实是系统成本将大幅降低,中央控制台(CID)功能被大幅集成,传统仪表显示功能会被取消,这对芯片厂商来说会是新的方向。

  “未来车内到底会有多少屏幕,不同的车厂会有不同的规划,有的激进,有的保守。但打造一个高集成度数字化驾驶舱的目标应该是一致的。”蒋宏称,未来车厂差异化竞争领域将更多来自于人机交互和使用体验,以往只有在高端车型中才具备的高级影音娱乐系统、集群信息仪表盘、抬头显示、人机交互界面等功能,未来2-3年内都将出现在A、B级车上,抓住这一趋势对中国车厂来说非常重要。

  他特别提到了TI在最新一代汽车信息娱乐平台Jacinto 6 EP/Ex中添加的两个1.4GHz DSP和嵌入式视觉引擎(EVE)。“以前ADAS与信息娱乐系统没有交集。现在,车厂会将ADAS功能也放到信息娱乐处理器中,如何更好的满足这一需求,就是Jacinto 6 EX将要承担的使命。”而DSP可用于图像处理技术,如动态地将多个镜头拼合成一个单一的环视或俯视图,以及增强的无线配置(利用天线分集和后台扫描的多调谐器、多模式配置)、音频和语音处理、有源噪声控制(ANC)、语音识别等。

  ADI为降低车载信息娱乐系统的布线复杂度、成本和重量所做出最新的努力则来自数字音频总线技术产品AD2410,它是该系列产品中首款采用ADI汽车音频总线(A2B)新技术的器件,可通过单根非屏蔽双绞线电缆分配音频和控制数据,以及时钟信号和电力。与现有的数字总线架构不同,A2B可以菊花链的形式将多个AD2410从机连接至一个主机,从而减轻75%系统重量,其系统延迟完全由从机节点决定,因此,特别适用于有源噪声消除、车内通信、麦克风波束形成等应用。

  Mark Gill认为中国汽车工业正以每年8%左右的速度高速发展,但在如何兼顾驾乘舒适性、品牌和成本这三者之间的关系方面还有很大的发展空间,“ADI主动降噪技术是一个很好的例子。”他说,要想最大程度减少发动机噪声、胎噪、路噪以及风噪带来的影响,与其花费大量精力在发动机调校、减少车厢共振、填充昂贵隔音材料,不如通过芯片技术做主动降噪,既节约成本,又不影响效果,也为厂家带来新的卖点。

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