走向一芯多屏，智能座艙中百花齊放的顯示技術

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

兩種聲音其實反映出了同一個趨勢：汽車的產品定義在逐漸豐富，汽車的消費觀念在改變。車已經不僅僅是生產力工具，更是以消費者為中心的一體化數字平臺，一臺超大號智能設備。汽車座艙所承載也不僅僅是駕駛和載客這些簡單的功能，而是正逐漸演化為一個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)，汽車座艙經歷了從機械化、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單的機械儀表和音頻設備，交互方式也多采用物理按鍵的方式。

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

從2015年后，隨著域控概念的出現(xiàn)，汽車座艙由此開始加速智能化發(fā)展，同時人們對于座艙也有了新的認識和要求。其中顯示技術成為智能座艙應用中的重要部分開始了快速演進。顯示上的演進包括：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。人機交互方式也升級為手勢操作、語音操作等混合自然交互方式。

圖2：智能座艙的演進

（圖源：東吳證券）

由此可見，智能座艙發(fā)展中的一個重要趨勢就是屏幕數量增多，尺寸變大，刷新率和分辨率提升。據群智咨詢數據，2022年上半年全球汽車整車銷量約3,766萬輛，同比下滑約10.7%。

但前裝車載顯示面板的出貨約8,581萬片，同比增長約5.6%。在汽車銷量下滑的情況下，汽車顯示應用卻仍保持較大增幅，可見顯示技術在當前智能汽車發(fā)展中至關重要。

圖3：2022上半年全球汽車前裝顯示面板出貨數據

（圖源：群智咨詢）

傳統(tǒng)的方案采用的都是一個屏幕一個芯片的方式，這種設計方案的缺點較多：BOM成本高；整體座艙的交互體驗也相對割裂；存在信號延遲的問題；來自不同供應商方案的協(xié)調調試也很繁瑣，開發(fā)周期長；可靠性并不理想等。

2015年世界通信大會上，偉世通首次推出智能座艙解決方案SmartCore。它在一個多核SoC級芯片上運行車載娛樂系統(tǒng)、數字儀表、HUD等多個獨立系統(tǒng)，重新定義了信息傳輸方式，讓多屏交互更易實現(xiàn)。隨后這一方案在奔馳高端車型上實現(xiàn)搭載。而當前，多芯多屏和一芯多屏的顯示方案正在成為主流趨勢。

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)運行、高算力、高安全性、高可靠性的SoC成為行業(yè)追捧的熱點。行業(yè)領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，一芯驅動5塊屏幕，具備360度環(huán)視算法等。

但其實除了這些主芯片之外，整個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。

智能座艙的關鍵芯片怎么選？

芯片是成就智能座艙體驗的關鍵，那么如何選擇合適的芯片來搭建智能座艙的方案？本文接下來會給出一些選型建議。

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，運行速度是微控制器（MCU）的兩到三倍，可支持大型軟件應用程序并提供對Linux操作系統(tǒng)環(huán)境擴展功能的訪問。

我們推薦的具體產品型號在貿澤電子官網上的料號是SAM9X60D1G-I/LZB，這是SAM9X60D的SOM模塊系統(tǒng)（SOM）。外型尺寸僅為28mm × 28mm，單個封裝中包含MPU和4Gb SLC NAND閃存，以及電源、時鐘和存儲器。

圖5：SAM9X60D1G-I/LZB

（圖源：Microchip官網）

觸控IC

觸摸屏交互推薦的同樣是來自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、導航系統(tǒng)或后座娛樂系統(tǒng)。支持利用自電容和互電容測量實現(xiàn)自適應觸摸，從而識別所有觸摸，避免誤觸檢測。我們推薦直接采用ATMXT1189TDAT maXTouch評估板來進行器件評估和快速開發(fā)，該評估板在貿澤電子官網上的料號是ATMXT1189TDAT-SPI-PCB。

圖6：ATMXT1189TDAT maXTouch評估板

（圖源：貿澤電子）

以太網芯片

座艙中的通信離不開以太網，這里給大家推薦的以太網交換芯片是來自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MAC芯片。給大家推薦的具體型號在貿澤電子官網上的料號是KSZ8841-PMQLI-TR。

CAN總線

此外作為汽車應用，信號可靠性尤為重要。如下圖7所示，在汽車CAN總線網絡中需要共模抑制線圈來抑制總線中同向傳輸的共模噪聲，濾除網絡或電信設備高速差分數據線里的共模EMI干擾，保持信號的完整性。在這里給大家推薦的共模抑制線圈是來自Bourns的DR SMD系列數據線扼流圈。

圖7：DR331-513AE在汽車電子控制器局域網絡中的應用

（圖源：Bourns）

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

圖8：Bourns在汽車領域的發(fā)展史

（圖源：Bourns）

我們推薦的DR SMD數據線扼流圈具有超過1,000MHz的寬頻率范圍、0.1A至0.5A的額定電流范圍以及高質量環(huán)形磁芯。同時Bourns DR扼流圈提供雙線或扇形繞組。推薦的具體產品型號在貿澤電子官網上的料號是DR331-513AE。

USB端口保護

汽車智能座艙中必然也離不開USB的使用，而作為汽車應用中USB的使用同樣需要關注安全和可靠性問題。如下圖9所示，Bourns也專門針對這類應用需求提供了USB 2.0單端口保護-數組解決方案。

圖9：USB 2.0單端口保護-數組解決方案

（來源：Bourns）

該方案中的MF-NSMF Multifuser? AEC-Q200 PTC自恢復保險絲符合AEC-Q200標準和RoHS指令，采用對稱設計。該器件具有非常小的尺寸（1206封裝），可以快速響應故障事件，非常適用于即插即用保護、電池和端口保護。我們推薦的具體產品型號在貿澤電子官網上的料號是MF-NSMF150-2。

總結

未來，智能汽車是獲取用戶數據的重要窗口，智能座艙是車廠打造差異化競爭力和護城河的關鍵。作為交互的媒介，“一芯多屏”會是智能座艙演進過程中最為重要的技術趨勢。貿澤提供豐富的智能座艙顯示相關芯片產品，助力您快速完成面向未來的智能座艙設計。