智能座舱域控制器CDC关键技术介绍

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座舱域控制器CDC(CockpitDomainController),将多个不同操作系统和安全级别的功能融合到一个平台上,以高集成、高性能、高扩展性等方面的优势满足车主的个性化需求。

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CDC在传统车载娱乐系统的基础上整合了多个独立的控制单元(如Cluster),并集成了更多的智能化的功能,使车内功能和用户体验变得越来越丰富,但同时也变的更复杂。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

CDC作为智能座舱系统的核心,支撑着全部座舱应用和功能模块,这背后也离不开一系列的强大技术支持。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

一、“一芯多屏”

在传统的车载座舱解决方案中,中控屏和仪表屏是相互独立的,每个子系统都由单一的芯片驱动,这种架构简单明了。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

但随着高性能芯片技术的升级迭代,并且在用户需求的驱动下,CDC的发展趋势必然是由单一的SoC支持多系统模块多屏,“一芯多屏”方案逐渐成为主流。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

在“一芯多屏”的解决方案中,要求SoC支持多路显示屏输出。这就要求SoC具有强大的图形化计算能力和渲染能力,还需要具备强大的图形显示驱动能力。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

同时,座舱的芯片还需要具备单一芯片上运行不同操作系统的能力。如电子仪表盘作为涉及车辆安全的关键部件,通常需要满足苛刻的安全标准。为确保其稳定性和安全性,通常采用QNX或Linux系统来驱动。
而中控屏则更加侧重信息娱乐系统相关功能,通常采用应用生态更加丰富的Android系统来提供多样化功能和良好用户体验。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

二、虚拟化和硬隔离

为了解决“一芯多屏”的跨系统运行问题,座舱SoC需要采用合适的技术途径来确保不同系统之间的相对独立和安全稳定性。常见的两种技术途径是Hypervisor虚拟化技术和芯片内部硬隔离策略。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

虚拟化技术,在操作系统和硬件之间插入Hypervisor层,根据虚拟机对计算单元、内存等的调度,实现对硬件资源的动态自动化分配,从而创建运行不同系统的虚拟机。这种方式相对灵活,对硬件资源的利用率高。缺点是会带来系统性能损失,同时授权费用也不低。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

硬隔离策略是在座舱SoC设计阶段,预先对硬件资源进行规划设计,确保电子仪表盘与中控娱乐屏等系统各自拥有独立的计算资源、内存和显示接口。这种策略确保了系统性能的稳定性和功能的高度隔离安全性,同时避免了软件授权费用的支出。文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/introduction-to-key-technologies-of-intelligent-cockpit-domain-controller-cdc/

然而,硬隔离策略也存在一些局限性。首先,资源分配可能不够灵活,导致某些系统资源过度分配而浪费,而其他系统则可能资源不足。

其次,面对新增功能或显示屏的需求,如果芯片设计初期未充分考虑可能需要额外的硬件或复杂的集成方案来支持,这无疑增加了系统的复杂性和成本。

明显的例子如基于瑞萨R-CARM3芯片平台,利用多核异构的特性,实现硬件隔离方案的智能座舱域控制器,通过RTOS+Android硬件隔离双系统充分利用了R-CarM3的R核及A核性能,通过R核实现仪表等安全功能,A核实现中控娱乐系统功能。

三、车载 AI感知 能力

AI大模型 : 智能座舱中的AI大模型是核心,它们能够通过深度学习处理大量数据,提供智能服务。例如, 理想汽车 的 MindGPT 大模型、 蔚来汽车 的 NOMI GPT 、 小鹏汽车 的 XPGT 大模型等,这些大模型能够进行多模态交互,处理语音、视觉和文本等多种形式的数据。

多模态交互: 智能座舱支持多种交互方式,包括语音、手势、表情等。例如,蔚来的NOMI GPT可以通过情感引擎根据用户的语气和情绪做出相应的情感回应,增加人机交互的趣味性和亲和力。小鹏汽车的AI天玑5.4.0版本支持手势交互、视觉交互等多样化的座舱车机功能。

自然语言处理: AI大模型在自然语言处理方面表现出色,能够理解复杂的自然语言指令,并提供相应的服务。例如, 百度 的 文心一言 可以理解用户的语音指令,提供导航、娱乐等服务。

场景识别和智能决策: 某些AI模型还具备场景识别和智能决策能力。例如, 360智脑大模型 可以根据路况自动调整车速、开启雨刮器等设备,确保行车安全。

个性化服务: AI大模型还可以根据用户的喜好和习惯提供个性化服务。例如,比亚迪的璇玑AI大模型可以根据用户的驾驶习惯和偏好,自动调整座椅、音乐等设置。

智能座舱 集 成了智能化和网联化技术、软件和硬件的综合体,通过不断学习和迭代,对智能座舱空间进行智慧感知和智能决策。

四、总结

智能座舱域控制器通常由外围电路以及主控座舱芯片构成。主控座舱芯片具备多核处理能力、集成能力、计算能力,能够实现对外部硬件设备的连接和控制,为智能座舱域控制器核心组成部分。

受技术壁垒高、生产成本高等因素限制,我国主控座舱芯片市场国产化率较低不到10%。目前,杰发科技、芯驰科技等本土芯片企业已纷纷推出具备独立自主知识产权的主控座舱芯片,这将为智能座舱域控制器行业发展提供有利条件。

全球智能座舱域控制器市场主要集中于欧美国家,代表企业包括美国伟世通公司、美国哈曼国际工业公司、法国佛吉亚公司、德国安波福公司等。

国内 方面,我国智能座舱域控制器行业集中度较高,头部优势企业占据市场主要份额。德赛西威、博泰车联网、东软睿驰、华阳集团、镁佳科技等 是 我国智能座舱域控制器市场主要参与者。

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