汽車智能座艙系統(tǒng)與應(yīng)用 課件 2-2 認(rèn)知智能座艙的關(guān)鍵零部件及芯片

能力模塊二

對(duì)智能座艙硬件的基本認(rèn)知任務(wù)二

認(rèn)知智能座艙的關(guān)鍵零部件及芯片智能座艙是多種硬件技術(shù)及模塊的集成，如芯片、各類傳感器、屏幕、車內(nèi)娛樂系統(tǒng)（音響、氛圍燈）等。作為智能座艙測(cè)試工程師，需要重點(diǎn)掌握計(jì)算模塊（芯片）和傳感器模塊（視覺及語(yǔ)音）的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，理解原理，為后續(xù)的硬件設(shè)備測(cè)試調(diào)試做準(zhǔn)備。任務(wù)引入Tasktointroduce01信息輸入部件認(rèn)知02信息處理部件認(rèn)知目錄

CONTENTS03信息輸出部件認(rèn)知信息輸入部件認(rèn)知PART0101信息輸入部件認(rèn)知座艙內(nèi)的攝像頭有多種類型，根據(jù)安裝位置不同，車載攝像頭可分為前視攝像頭、側(cè)視攝像頭、環(huán)視攝像頭、后視攝像頭及艙內(nèi)攝像頭。車載攝像頭被稱為“自動(dòng)駕駛的眼睛”，通過(guò)鏡頭和圖像傳感器實(shí)現(xiàn)圖像信息采集，超過(guò)80%的自動(dòng)駕駛技術(shù)都會(huì)運(yùn)用到攝像頭，或?qū)z像頭作為一種解決方案。車載攝像頭01信息輸入部件認(rèn)知

合理的傳聲器選型及安裝方式，可降低算法研發(fā)的難度，提升車載語(yǔ)音增強(qiáng)的性能。傳聲器安裝需要遠(yuǎn)離空調(diào)出風(fēng)口，音箱等聲源位置，集中式陣列通常安裝在車機(jī)或者頂燈位置。車載傳聲器陣列根據(jù)安裝方式分為集中式陣列和分布式陣列兩種。集中式陣列安裝方式簡(jiǎn)單，布線成本相對(duì)較低，而分布式陣列在多音區(qū)實(shí)現(xiàn)上更有優(yōu)勢(shì)。車載傳感器信息處理部件認(rèn)知PART0202信息處理部件認(rèn)知IntelCPU成為芯片技術(shù)進(jìn)步的旗幟，先后經(jīng)歷了x86CPU的升級(jí)，奔騰CPU的迭代，目前是酷睿CPU技術(shù)的不斷創(chuàng)新。芯片技術(shù)演化與發(fā)展與IntelCPU比肩發(fā)展的AMDCPU也是神一樣的存在，對(duì)芯片技術(shù)發(fā)展也起到了促進(jìn)作用。2021年，Intel推出了酷睿12代處理器，采用7nm工藝摩爾定律預(yù)言的芯片發(fā)展規(guī)律在這期間很好地被驗(yàn)證。02信息處理部件認(rèn)知隨著汽車往智能化的發(fā)展，特別是智能座艙和自動(dòng)駕駛概念的興起，對(duì)汽車的算力提出了更高的要求，傳統(tǒng)的功能芯片已無(wú)法滿足算力需求，主控芯片應(yīng)運(yùn)而生。車規(guī)級(jí)芯片發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)前座艙芯片的主要參與企業(yè)包括恩智浦、德州儀器、瑞薩電子等傳統(tǒng)汽車芯片廠商，主要面向中低端市場(chǎng)，同時(shí)消費(fèi)電子領(lǐng)域的高通、三星等也加入了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，主要面向高端市場(chǎng)。CPU叫做中央處理器（centralprocessingunit）作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，是信息處理、程序運(yùn)行的最終執(zhí)行單元。CPU由數(shù)百萬(wàn)個(gè)晶體管組成，可以有多個(gè)處理內(nèi)核，通常被稱為計(jì)算機(jī)的大腦。GPU叫做圖形處理器（GraphicsProcessingUnit，縮寫：\GPU\），又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片，是一種專門在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動(dòng)設(shè)備（如平板電腦、智能手機(jī)等）上做圖像和圖形相關(guān)運(yùn)算工作的微處理器。02信息處理部件認(rèn)知CPU和GPU的區(qū)別02信息處理部件認(rèn)知CPU和GPU的區(qū)別半導(dǎo)體器件主要分為四大類，包括集成電路，分立器件，光電電子器件，傳感器組成。集成電路芯片又分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。模擬集成電路主要包含了電源管理芯片（如過(guò)電壓保護(hù)芯片、快充芯片等）以及信號(hào)鏈芯片（又被稱為線性芯片，如濾波器）。數(shù)字集成電路在日常生活中用的比較多，如處理器芯片、存儲(chǔ)芯片以及執(zhí)行特定任務(wù)的ASIC芯片（如視頻編解碼、音樂播放器等使用的芯片）等。02信息處理部件認(rèn)知片上系統(tǒng)SoC02信息處理部件認(rèn)知片上系統(tǒng)SoC02信息處理部件認(rèn)知每顆芯片都有一定的功能，將它們組合在一起才是一個(gè)電路。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，大家發(fā)現(xiàn)即使每個(gè)功能的芯片集成度會(huì)變高變復(fù)雜，但每個(gè)獨(dú)立功能的芯片所構(gòu)成的電路依然會(huì)很占面積且經(jīng)濟(jì)性較差，所以就出現(xiàn)了SoC(System-on-a-Chip)，將上述特定功能的器件在一顆芯片上實(shí)現(xiàn)。在SoC出現(xiàn)之前，可編程核、IP、定制邏輯、存儲(chǔ)器等都在一個(gè)PCB上。片上系統(tǒng)SoC信息輸出部件認(rèn)知PART0303信息輸出部件認(rèn)知屏幕電動(dòng)車時(shí)代，由于加速性能遠(yuǎn)勝燃油車，比拼性能已經(jīng)幾乎沒有意義，因此電動(dòng)車從比拼動(dòng)力性能轉(zhuǎn)變?yōu)楸绕纯萍几?，特別是座艙領(lǐng)域，大屏或多屏幾乎是電動(dòng)車的標(biāo)配，這有帶動(dòng)中高端燃油車也不得不采用多屏或大屏與電動(dòng)車競(jìng)爭(zhēng)。目前中高端車，基本標(biāo)配全液晶儀表和中控大屏。03信息輸出部件認(rèn)知AR導(dǎo)航目前中高端車，基本標(biāo)配全液晶儀表和中控大屏。車內(nèi)屏幕顯示的AR導(dǎo)航是用一個(gè)非魚眼的常規(guī)鏡頭相機(jī)把車前圖像傳輸?shù)狡聊簧?，再與GPU渲染的導(dǎo)航圖標(biāo)疊加。奔馳的AR導(dǎo)航默認(rèn)顯示是顯示在中控屏上，不僅可以顯示圖標(biāo)，還可以顯示文本。03信息輸出部件認(rèn)知HUDHUD(HeadUpDisplay)稱之為抬頭顯示，又被叫做平視顯示系統(tǒng)，是指以車輛駕駛員為中心、盲操作、多功能儀表盤。它的作用，就是把時(shí)速、導(dǎo)航等重要的行車信息，投影到駕駛員前面的風(fēng)擋玻璃上，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉(zhuǎn)頭就能看到時(shí)速、導(dǎo)航等重要的駕駛信息。抬頭通常分為風(fēng)擋玻璃型(Windshield，W型)和集成顯示型(Combined，C型)。

HUD顯示示意圖

HUD關(guān)鍵參數(shù)03信息輸出部件認(rèn)知HUD在汽車市場(chǎng)上，W型抬頭大多應(yīng)用于豪華轎車，豪華轎車還配備了先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)，包括自適應(yīng)巡航控制、車道輔助等。WHUD用于顯示來(lái)自ADAS的信息，可以直接引導(dǎo)司機(jī)。w型抬頭頁(yè)面顯示內(nèi)容03信息輸出部件認(rèn)知HUD

目前，C型的抬頭通常是使用一塊透明樹脂材料作為輔助裝置進(jìn)行組合投影，方便裝卸。不同的CHUD因附加投影設(shè)備的位置而異。大部分顯示在儀表板上(左圖)，少數(shù)顯示在遮光板上(右圖)。C型抬頭:在儀表板上顯示(左)，在遮光板上顯示(右)03信息輸出部件認(rèn)知音響之所以可以稱為音響，最基本的條件就是有回放聲音的功能。其防干擾技術(shù)是分別對(duì)電源線的干擾采用扼流圈串在電源與音響之間進(jìn)行濾波，用以降低外界的噪聲干擾。車載音響是指安裝在車內(nèi)的聲音播放系統(tǒng)。03信息輸出部件認(rèn)知音響例如，音響結(jié)合前后排多屏操作，能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化、可定制的前排左右的分區(qū)音量。

智能汽車的快速發(fā)展，系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)也為音響智能化打下了重要基礎(chǔ)，同時(shí)促進(jìn)音響供應(yīng)商利用智能化技術(shù)，開拓更多的