走向一芯多屏，智能座艙中百花齊放的顯示技術(shù)

在今年理想L9推出后，喝彩和嘲諷兩種聲音參半。喝彩聲來(lái)自對(duì)其座艙的智能化、舒適化的稱贊；嘲諷則斥責(zé)其只重視在座艙內(nèi)發(fā)力，而忽略了行駛等機(jī)械素質(zhì)的本原。

兩種聲音其實(shí)反映出了同一個(gè)趨勢(shì)：汽車的產(chǎn)品定義在逐漸豐富，汽車的消費(fèi)觀念在改變。車已經(jīng)不僅僅是生產(chǎn)力工具，更是以消費(fèi)者為中心的一體化數(shù)字平臺(tái)，一臺(tái)超大號(hào)智能設(shè)備。汽車座艙所承載也不僅僅是駕駛和載客這些簡(jiǎn)單的功能，而是正逐漸演化為一個(gè)智能化的第三生活空間。

走向“一芯多屏”

回顧汽車座艙的發(fā)展歷程可以發(fā)現(xiàn)，汽車座艙經(jīng)歷了從機(jī)械化、到電子化、再到智能化的發(fā)展階段。在2000年以前，汽車座艙中采用的是簡(jiǎn)單的機(jī)械儀表和音頻設(shè)備，交互方式也多采用物理按鍵的方式。

在2000年到2015年，消費(fèi)電子的蓬勃發(fā)展一定程度上也推動(dòng)了汽車座艙的電子化，像液晶儀表、影音娛樂(lè)系統(tǒng)、觸摸屏等開(kāi)始在一些高端車型中出現(xiàn)。但當(dāng)時(shí)通常一車一方案，定制化程度較高，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的市場(chǎng)條件。

從2015年后，隨著域控概念的出現(xiàn)，汽車座艙由此開(kāi)始加速智能化發(fā)展，同時(shí)人們對(duì)于座艙也有了新的認(rèn)識(shí)和要求。其中顯示技術(shù)成為智能座艙應(yīng)用中的重要部分開(kāi)始了快速演進(jìn)。顯示上的演進(jìn)包括：大尺寸液晶屏幕替代傳統(tǒng)中控；高刷液晶儀表、HUD取代傳統(tǒng)指針儀表；流媒體后視鏡替代傳統(tǒng)后視鏡；新增人工智能助手等。人機(jī)交互方式也升級(jí)為手勢(shì)操作、語(yǔ)音操作等混合自然交互方式。

圖2：智能座艙的演進(jìn)

（圖源：東吳證券）

由此可見(jiàn)，智能座艙發(fā)展中的一個(gè)重要趨勢(shì)就是屏幕數(shù)量增多，尺寸變大，刷新率和分辨率提升。據(jù)群智咨詢數(shù)據(jù)，2022年上半年全球汽車整車銷量約3,766萬(wàn)輛，同比下滑約10.7%。

但前裝車載顯示面板的出貨約8,581萬(wàn)片，同比增長(zhǎng)約5.6%。在汽車銷量下滑的情況下，汽車顯示應(yīng)用卻仍保持較大增幅，可見(jiàn)顯示技術(shù)在當(dāng)前智能汽車發(fā)展中至關(guān)重要。

圖3：2022上半年全球汽車前裝顯示面板出貨數(shù)據(jù)

（圖源：群智咨詢）

傳統(tǒng)的方案采用的都是一個(gè)屏幕一個(gè)芯片的方式，這種設(shè)計(jì)方案的缺點(diǎn)較多：BOM成本高；整體座艙的交互體驗(yàn)也相對(duì)割裂；存在信號(hào)延遲的問(wèn)題；來(lái)自不同供應(yīng)商方案的協(xié)調(diào)調(diào)試也很繁瑣，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)；可靠性并不理想等。

2015年世界通信大會(huì)上，偉世通首次推出智能座艙解決方案SmartCore。它在一個(gè)多核SoC級(jí)芯片上運(yùn)行車載娛樂(lè)系統(tǒng)、數(shù)字儀表、HUD等多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，重新定義了信息傳輸方式，讓多屏交互更易實(shí)現(xiàn)。隨后這一方案在奔馳高端車型上實(shí)現(xiàn)搭載。而當(dāng)前，多芯多屏和一芯多屏的顯示方案正在成為主流趨勢(shì)。

圖4：三星和哈曼合作推出的一芯多屏方案

（圖源：ResearchInChina）

作為一芯多屏方案的核心，多系統(tǒng)運(yùn)行、高算力、高安全性、高可靠性的SoC成為行業(yè)追捧的熱點(diǎn)。行業(yè)領(lǐng)先的處理器廠商紛紛投身其中。

其中包括高通的SA8155P，采用7nm工藝，提供8TOPS超強(qiáng)算力；三星的Exynos Auto V9，采用8nm工藝支持6屏顯示；瑞薩的H3提供40,000 DMIPS算力，性能是前代的4倍；瑞芯微的RK3588M，一芯驅(qū)動(dòng)5塊屏幕，具備360度環(huán)視算法等。

但其實(shí)除了這些主芯片之外，整個(gè)智能座艙的組成還需要很多種不同類型芯片的參與，除了這些芯片之外還有許許多多芯片，成為了幕后功臣。

智能座艙的關(guān)鍵芯片怎么選？

芯片是成就智能座艙體驗(yàn)的關(guān)鍵，那么如何選擇合適的芯片來(lái)搭建智能座艙的方案？本文接下來(lái)會(huì)給出一些選型建議。

處理器

處理器方面推薦的是Microchip Technology的SAM9X60低功耗微處理器，全系列采用ARM926EJ-S架構(gòu)，運(yùn)行速度是微控制器（MCU）的兩到三倍，可支持大型軟件應(yīng)用程序并提供對(duì)Linux操作系統(tǒng)環(huán)境擴(kuò)展功能的訪問(wèn)。

我們推薦的具體產(chǎn)品型號(hào)在貿(mào)澤電子官網(wǎng)上的料號(hào)是SAM9X60D1G-I/LZB，這是SAM9X60D的SOM模塊系統(tǒng)（SOM）。外型尺寸僅為28mm × 28mm，單個(gè)封裝中包含MPU和4Gb SLC NAND閃存，以及電源、時(shí)鐘和存儲(chǔ)器。

圖5：SAM9X60D1G-I/LZB

（圖源：Microchip官網(wǎng)）

觸控IC

觸摸屏交互推薦的同樣是來(lái)自Microchip的ATMXT1189TD-A系列汽車觸摸屏控制器，該系列適用于最大13英寸的顯示屏；用于中控臺(tái)、導(dǎo)航系統(tǒng)或后座娛樂(lè)系統(tǒng)。支持利用自電容和互電容測(cè)量實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)觸摸，從而識(shí)別所有觸摸，避免誤觸檢測(cè)。我們推薦直接采用ATMXT1189TDAT maXTouch評(píng)估板來(lái)進(jìn)行器件評(píng)估和快速開(kāi)發(fā)，該評(píng)估板在貿(mào)澤電子官網(wǎng)上的料號(hào)是ATMXT1189TDAT-SPI-PCB。

圖6：ATMXT1189TDAT maXTouch評(píng)估板

（圖源：貿(mào)澤電子）

以太網(wǎng)芯片

座艙中的通信離不開(kāi)以太網(wǎng)，這里給大家推薦的以太網(wǎng)交換芯片是來(lái)自Microchip的KSZ8841系列，這是一款具有32位/33MHz PCI處理器接口的單端口快速以太網(wǎng)MAC芯片。給大家推薦的具體型號(hào)在貿(mào)澤電子官網(wǎng)上的料號(hào)是KSZ8841-PMQLI-TR。

CAN總線

此外作為汽車應(yīng)用，信號(hào)可靠性尤為重要。如下圖7所示，在汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)中需要共模抑制線圈來(lái)抑制總線中同向傳輸?shù)墓材Ｔ肼暎瑸V除網(wǎng)絡(luò)或電信設(shè)備高速差分?jǐn)?shù)據(jù)線里的共模EMI干擾，保持信號(hào)的完整性。在這里給大家推薦的共模抑制線圈是來(lái)自Bourns的DR SMD系列數(shù)據(jù)線扼流圈。

圖7：DR331-513AE在汽車電子控制器局域網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

（圖源：Bourns）

先來(lái)介紹下Bourns，這是一家全球領(lǐng)先的芯片制造商，從1980年就開(kāi)始提供汽車解決方案，并于2005年成立了汽車工業(yè)部，先后收購(gòu)了多家汽車電子領(lǐng)域相關(guān)公司。目前專注于汽車傳感器、電路保護(hù)解決方案等產(chǎn)品供應(yīng)，所有汽車產(chǎn)品均根據(jù)IATF 16949的要求制造。

圖8：Bourns在汽車領(lǐng)域的發(fā)展史

（圖源：Bourns）

我們推薦的DR SMD數(shù)據(jù)線扼流圈具有超過(guò)1,000MHz的寬頻率范圍、0.1A至0.5A的額定電流范圍以及高質(zhì)量環(huán)形磁芯。同時(shí)Bourns DR扼流圈提供雙線或扇形繞組。推薦的具體產(chǎn)品型號(hào)在貿(mào)澤電子官網(wǎng)上的料號(hào)是DR331-513AE。

USB端口保護(hù)

汽車智能座艙中必然也離不開(kāi)USB的使用，而作為汽車應(yīng)用中USB的使用同樣需要關(guān)注安全和可靠性問(wèn)題。如下圖9所示，Bourns也專門針對(duì)這類應(yīng)用需求提供了USB 2.0單端口保護(hù)-數(shù)組解決方案。

圖9：USB 2.0單端口保護(hù)-數(shù)組解決方案

（來(lái)源：Bourns）

該方案中的MF-NSMF Multifuser? AEC-Q200 PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲符合AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)和RoHS指令，采用對(duì)稱設(shè)計(jì)。該器件具有非常小的尺寸（1206封裝），可以快速響應(yīng)故障事件，非常適用于即插即用保護(hù)、電池和端口保護(hù)。我們推薦的具體產(chǎn)品型號(hào)在貿(mào)澤電子官網(wǎng)上的料號(hào)是MF-NSMF150-2。

總結(jié)

未來(lái)，智能汽車是獲取用戶數(shù)據(jù)的重要窗口，智能座艙是車廠打造差異化競(jìng)爭(zhēng)力和護(hù)城河的關(guān)鍵。作為交互的媒介，“一芯多屏”會(huì)是智能座艙演進(jìn)過(guò)程中最為重要的技術(shù)趨勢(shì)。貿(mào)澤提供豐富的智能座艙顯示相關(guān)芯片產(chǎn)品，助力您快速完成面向未來(lái)的智能座艙設(shè)計(jì)。