书接上期，前两期讨论了智能座舱的属性、范围、功能需求和非功能需求，以及未来的发展趋势。本期来分析车载智能座舱核心控制器的系统设计。

第一章：核心芯片平台选型

核心芯片是智能座舱核心控制器的心脏，下面以高通座舱处理器为轴心，从高通820A开始梳理座舱核心处理器。

第一代SOC选型

高通从820A开始逐渐打开市场；Intel以Apollo Lake进军汽车座舱领域，但后来并未形成规模便逐渐退出汽车领域；TI的Jacinto6一度风头无两；NXP的IMX6/8系列梯度覆盖高中低端车型。

第二代SOC选型

高通8155市场应用规模逐渐扩大，并占领主要地位；芯擎收发国内7nm车规座舱芯片，以硬隔离架构正面对抗虚拟化架构的高通8155；三星退出V7等一系列的座舱芯片，但市场反应冷淡；MTK推出8675座舱芯片PK高通；芯驰推出了X9系列座舱芯片。

第三代SOC选型

高通延续强势尽头推出8295芯片，之后又推出低成本8255芯片，AMD与亿咖通合作推出V2000主打座舱游戏（AMD在智能座舱领域目前只有与特斯拉合作的V1000和亿咖通合作的V2000），但由于经济大环境下行，降本增效成为行业发展趋势，AMD的游戏座舱策略被经济大势所淹没。

* 这里并未列举MTK的8676/8等座舱芯片，后面拿到相关参数再行补充。

** 第三代座舱芯片之后，高通又推出了8X97的越级性能提升芯片，目标中央计算平台，待后面有机会分析中央计算/舱驾一体议题时再进行相关说明。

第二章：视频模块系统设计

视频模块的系统设计思路：

性能最大化设计原则

深度挖掘SOC 芯片的CPU、GPU、ISP算力潜力，实现算力资源的高效调度与充分利用。

全面释放视频接口的数量与带宽性能上限，保障接口传输能力满足业务峰值需求。

结合视频显示、摄像头采集的双重功能需求，精准匹配算力指标与视频格式、位宽、帧率、分辨率等核心规格参数。

基于功能应用频次、多任务并发场景特征，构建具备高扩展性的平台化架构，提升模块的场景适配能力。

全场景兼容设计原则

支持同封装芯片的高低配灵活切换，满足不同车型的硬件配置梯度需求，降低车型适配成本。

兼容多样化的功能配置方案，可根据不同规格的功能需求进行模块化裁剪与组合。

兼顾平台最大支持能力与常规应用能力的平衡，在保障极限性能的同时，优化常规场景下的资源消耗。

成本优化设计原则

从硬件选型、方案设计等多维度实施成本管控，响应国产化替代需求，实现产品性价比的最大化提升。

未来竞争力设计原则

预留功能演进的扩展空间，兼顾当前需求与未来技术迭代趋势，延长产品生命周期，保障长期市场竞争力。

各显示接口规格说明

备注：DisplayPort 接口，其主链路可配置1 组、2 组或 4 组差分数据对，数据传输采用8b/10b 编码格式。

Camer系统设计

下图为高通8155采用QNX+Android虚拟化方案实现的camera系统设计简图。

视频显示Touch功能

下图为触摸屏的Touch功能从方向盘按键采用LIN总线输入给座舱域控制器，在座舱域控制器内从MCU发送给SOC，在SOC内部仪表域再转发给娱乐域应用。

视频显示层级定义

• Android 常规应用显示层级
  • 开机动画的显示层级高于普通应用UI 界面。

  • 全景影像（AVM）的 UI 界面，显示层级高于开机动画。

• 仪表端显示内容层级
  • 基础非安全类HMI：包含车模、多媒体、电话、导航转向提示（Turn By Turn）等非功能安全相关的显示内容。

  • 功能安全类HMI（FUSA HMI）：涵盖车速、档位等与行车安全强相关的核心信息，其显示层级高于基础非安全类 HMI。

  • 开机动画：显示层级高于基础非安全类HMI。

  • 导航投屏内容：由娱乐系统渲染后投屏至仪表屏的导航界面，为仪表端所有显示内容中层级最低的类型。

第三章：音频模块系统设计

音频模块系统设计思路

标配音响系统：锚定主流方案，平衡体验与落地效率

• 以打造完整音响体验为核心目标，采用行业主流技术方案，保障产品交付质量与开发进度，同时实现性价比最优解。

• 并行考量集成式方案与独立音响模块方案两种技术路径；需特别注意，RNC 功能因对信号时效性要求严苛，必须集成于独立功放中实现。

• 若开发条件具备，可基于调音效果与功放匹配需求，重新制定扬声器开发标准，输出针对性的参数匹配方案，实现硬件性能与声学效果的精准契合。

进阶音响系统：打造差异化体验，彰显技术实力与产品理念

• 从媒体音频处理算法、功放硬件配置、扬声器的数量与品类选型，到沉浸式音效等声学体验，进行全维度升级，显著拔高产品音响品质。

• 深度融入前沿科技元素，应用行业领先技术，充分展现研发硬实力，提升产品的科技质感与市场辨识度。

• 软件功能方案以用户体验为出发点，一方面扩充优质媒体资源储备，另一方面打造更具视觉冲击力的HMI 交互界面，以此提升产品附加值与品牌溢价能力。

设计注意事项：

• TDM/I2S时钟频率、Master、帧率、位深、channel数量；

• TDM/I2S同时挂多个负载的驱动能力，以及各个设备间的TDM参数匹配程度；

• 快速发声设计，以及快速发声时的时钟源；正常工作时的时钟源是否与快速发声系统的时钟源一致，不一致时如何考虑系统性能；

• 内部功放与外部功放的兼容设计，及高低配系统的兼容性设计；

• Flash的容量需求情况，DSP固件以及快速发声的音源文件大小；

• A2B总线挂载设备数量不能超过A2B规范要求；

• A2B总线各负载的电源供电设计；

• AVB设计的以太网时钟与Audio时钟设计；

• 回声消除设计，外部功放反馈的参考音通道数量；

• A2B各节点的连接顺序，与整车布线的考虑，确定上行下行的TDM Slot分配情况；

• SOC内部DSP使用与外置DSP使用的兼容设计。

• ECNR, RNC, EOC, VR等音频相关功能的分配部署需要考虑ARM及DSP算力及这些功能的性能指标。

第四章：BT_WIFI设计

BT使用场景注意

• HFP和A2DP不能同时使用：

• HFP工作主要用于通话功能，语音走的SCO通道，SCO通道对实时性要求比较高，为高优先级传输；

• A2DP工作主要用于音乐功能，走ACL通道，相对SCO通道优先级低一些。

• 如果要求二者同时工作，SCO会占用较多RF射频资源，可能导致A2DP带宽不够，声音出现不流畅的可能性。

• A2DP的Source和Sink理论上可以同时存在，不过需要开发协议栈比较困难。

• Android原生接口不提供两个不同音频，对Android原生接口改动较大，如果提供相同音频，即两副耳机，对Android原生接口改动较小。

• ACL：异步无链接（Asynchronous Connection Less），主要用于分组数据传送；

• SCO：同步定向链接（Synchronous Connection Oriented），主要用于同步话音传送。

图示说明1x1+1x1, 2x2+2x2等写法的含义

第五章：电源系统设计

静态功耗设计要点

系统启动状态与功耗特性

• 冷启动模式：系统执行彻底关机（shut down）操作，功耗降至最低；

• STR启动模式：系统进入STR（挂起）状态，此时DDR内存维持自刷新模式，仅产生该状态下的基础功耗。

静态耗电电路范围

• 系统中直接连接蓄电池（Battery）的电路模块均为静态耗电单元，具体包括：电源模块、被动器件、CAN/LIN收发器、微控制单元（MCU）等。

MCU静态功耗控制要求

MCU静态下支持两种状态：OFF状态与Sleep状态。其中，OFF状态下无功耗产生；Sleep状态下需重点管控以下维度，以控制功耗：

• MCU引脚的输入/输出（IN/OUT）配置及电平（High/Low）、高阻（High-Z）状态设定；

• 外部配套电路的阻抗匹配设计；

• MCU内部时钟及核心模块的工作状态；

• 中断唤醒机制的合理性设计。

电源模块静态功耗优化

• 电源模块在低负载场景下的效率曲线，直接影响系统静态电流大小，需针对性优化电源效率设计。

CAN收发器选型要点

• 选型时需评估系统被频繁唤醒的风险，优先选用支持特定唤醒帧的CAN收发器。此举可避免系统非必要频繁唤醒，既能降低静态电流消耗，也能减少MCU因频繁启停导致的故障风险。

电源迁移逻辑

电源模式说明

第六章：网络连接系统设计

车载网络总线汇总

车载网络实例

座舱域控制器网络接口

设计注意事项

• CAN/CAN-FD收发器选型考虑：静态电流、唤醒功能需求、信息安全功能需求、带宽能力、通道数量，MCU AutoSAR支持能力、成本因素。

• LIN收发器选型考虑：静态电流、唤醒功能需求、成本因素。

• Flexray收发器选型考虑：无，主要应用于沃尔沃、吉利等车型；

• Ethernet收发器选型考虑：静态电流、唤醒功能需求、 MCU AutoSAR支持能力、成本因素。

• A2B收发器选型考虑：通道数量、I2C/SPI控制接口类型、总线节点支持能力。

• LVDS串行器解串器：除应用于摄像头与显示屏的视频通信连接外，也应用于座舱与智驾域间的视频流传输，需要考虑功能安全、带宽能力等。

第七章：功能安全系统设计

ISO26262流程和相关定义

Fault、Error和Failure之间的关系和区别

FTTI与FRTI

• FTTI: Fault Tolerant Time Interval (容错时间间隔)；

• FRTI: Fault Reaction Time Interval (故障反应时间间隔)。

仪表系统功能安全设计