引言

提到座艙域控制器用的主控SoC芯片，大家第一個(gè)會(huì)想到應(yīng)該就是高通的SA8155P 。目前，在主機(jī)廠(chǎng)新上市的中高端車(chē)型中，其座艙的主控SoC芯片多是采用高通的SA8155P， SA8155P為什么會(huì)得到眾多主機(jī)廠(chǎng)的青睞呢？不妨先看一看高通座艙SoC芯片的迭代歷程。

高通座艙芯片的迭代歷程

高通四代座艙SoC芯片的算力

通過(guò)對(duì)比高通的四代座艙芯片，能夠從側(cè)面反映出：智能座艙的算力需求在不斷增長(zhǎng)，不管是CPU算力（DMIPS）、GPU算力（FLOPS）或者是NPU算力（TOPS）。

CPU算力和NPU算力需求預(yù)測(cè)（數(shù)據(jù)來(lái)源 - IHS Markit）

那么，智能座艙算力需求不斷增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力又是什么呢？

1）EE架構(gòu)的不斷升級(jí)推動(dòng)座艙功能集成化

智能座艙系統(tǒng)架構(gòu)圖（圖片來(lái)源：大陸集團(tuán)，中金公司研究部）

座艙集成的功能越來(lái)越多，需要處理的數(shù)據(jù)越來(lái)越多、也越來(lái)越復(fù)雜，因此座艙對(duì)算力的需求將持續(xù)增長(zhǎng)。當(dāng)前座艙域控制器功能集成的外在表現(xiàn)主要有：一芯多屏、艙內(nèi)感知技術(shù)融合 、艙泊一體等。

2）艙內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景的拓展

傳統(tǒng)意義上的座艙一般只服務(wù)于駕駛員，現(xiàn)在座艙的概念從“駕艙”擴(kuò)展到整個(gè)“座艙”，服務(wù)的對(duì)象就不再只是重點(diǎn)針對(duì)駕駛員，還包括了副駕和后排乘客。

芯馳科技資深產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金輝說(shuō)：“傳統(tǒng)的車(chē)機(jī)系統(tǒng)基本上只和駕駛員發(fā)生交互，而現(xiàn)在的智能座艙系統(tǒng)還需要同時(shí)和多個(gè)乘客發(fā)生交互，即多人交互。”

隨著自動(dòng)駕駛能力由人機(jī)共駕過(guò)渡到無(wú)人駕駛階段，座艙的應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，除了用于導(dǎo)航、安全預(yù)警等傳統(tǒng)駕駛/安全相關(guān)的需求外，各種各樣的人機(jī)交互以及娛樂(lè)體驗(yàn)變得越來(lái)越突出，座艙的應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)始逐漸延伸到辦公、生活以及娛樂(lè)等。

應(yīng)用場(chǎng)景不斷地拓展，自然會(huì)衍生出一些新的功能需求，從而間接推動(dòng)座艙算力需求的增長(zhǎng)。

3）數(shù)據(jù)安全的重視

座艙內(nèi)的應(yīng)用生態(tài)越來(lái)越豐富，它對(duì)安全性的要求也變得越來(lái)越高。“每個(gè)人都希望保護(hù)好自己的隱私，國(guó)家也推出了數(shù)據(jù)保護(hù)和個(gè)人隱私保護(hù)相關(guān)的法律和法規(guī)。數(shù)據(jù)安全的處理，在一定程度上也會(huì)推高座艙對(duì)算力的需求。”均聯(lián)智行中國(guó)區(qū)CTO陳遠(yuǎn)介紹說(shuō)。

本文先從智能座艙域控制器的硬件架構(gòu)特點(diǎn)入手，再?gòu)墓δ芗杀憩F(xiàn)、產(chǎn)品形態(tài)、數(shù)據(jù)安全三個(gè)維度講智能座艙域控制器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

1.?座艙域控制器硬件架構(gòu)特點(diǎn)?

1.1 座艙域控制器硬件架構(gòu)方案：SoC + MCU

當(dāng)前，座艙域控制器和智駕域控制器的硬件架構(gòu)非常相似，都是SoC+MCU的方案。

座艙域控控制器的主控SoC芯片用于跑復(fù)雜的操作系統(tǒng)，做大數(shù)據(jù)的處理，比如圖像、視頻、音頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理。

但是，現(xiàn)在的智能座艙主控SoC芯片架構(gòu)多是從手機(jī)端遷移過(guò)來(lái)的，本身不帶車(chē)載網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)的接口，比如CAN、MOST、LIN等。因此，需要搭配MCU去訪(fǎng)問(wèn)車(chē)身網(wǎng)絡(luò)。因此，復(fù)雜的座艙域控制器一般都是采用兩類(lèi)芯片：SoC+MCU。

一般情況下：

1）SoC運(yùn)行Hypervisor，在Hypervisor之上運(yùn)行兩類(lèi)操作系統(tǒng)，其中對(duì)實(shí)時(shí)性和安全性要求比較高的安全域模塊跑在QNX或者Linux系統(tǒng)上；對(duì)實(shí)時(shí)性要求不太高、但對(duì)生態(tài)要求比較高的娛樂(lè)域模塊跑在A(yíng)ndroid系統(tǒng)上；

2）MCU運(yùn)行AUTOSAR系統(tǒng)，用于CAN/LIN總線(xiàn)的喚醒、通訊以及電源管理等。

座艙域控系統(tǒng)軟件架構(gòu)（圖片來(lái)源：公眾號(hào)-阿寶1990）

為什么MCU是座艙域控硬件架構(gòu)中不可或缺的一部分呢？諾博汽車(chē)副總經(jīng)理陳禮順解釋道：“MCU的實(shí)時(shí)性和可靠性要求非常高，啟動(dòng)喚醒都是毫秒級(jí)別，需要支持CAN、LIN各類(lèi)車(chē)載通訊總線(xiàn)。座艙域控制器與車(chē)身、動(dòng)力等控制器的信息交互需要通過(guò)MCU來(lái)完成。另外，MCU還需要對(duì)SoC進(jìn)行電源管理和狀態(tài)監(jiān)控。

“也有廠(chǎng)商打算通過(guò)在SoC里面集成一個(gè)MCU模塊，來(lái)替代外掛的MCU，但是目前內(nèi)置MCU的方案的可靠性有待驗(yàn)證，并且集成后的MCU和SoC電源需要考慮獨(dú)立供電以降低靜態(tài)功耗，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也相對(duì)復(fù)雜些。

“相比于MCU，SoC的功耗很大（靜態(tài)電流很大），所以在整機(jī)睡眠狀態(tài)下，SoC一般處于斷電狀態(tài)，MCU處于供電狀態(tài)。當(dāng)MCU監(jiān)控到有喚醒源時(shí)，會(huì)把SoC喚醒，然后SoC開(kāi)始啟動(dòng)工作；如果SoC需要進(jìn)入睡眠模式，MCU會(huì)把SoC電源給斷掉。

“此外，整個(gè)產(chǎn)品級(jí)控制器的電源管理都是通過(guò)MCU去實(shí)現(xiàn)的，MCU是不可缺少的。”

1.2??座艙主控SoC芯片與智駕主控SoC芯片的區(qū)別

跟智駕主控soc芯片一樣，座艙主控SoC芯片也是采用異構(gòu)多核架構(gòu)，并且，兩者的內(nèi)部架構(gòu)也大體相似——都包括了CPU、GPU、NPU等多種異構(gòu)資源 ，但座艙和智駕畢竟是兩種不同的應(yīng)用場(chǎng)景，這就決定了座艙SoC芯片和智駕SoC芯片在設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)各有側(cè)重點(diǎn)。

1）異構(gòu)架構(gòu)的側(cè)重點(diǎn)不同

座艙域控器主控SoC芯片的側(cè)重點(diǎn)是CPU和GPU，智駕域控器主控SoC芯片的側(cè)重點(diǎn)是CPU和NPU。

• CPU用于通用邏輯運(yùn)算，比如說(shuō)系統(tǒng)調(diào)度、外部資源訪(fǎng)問(wèn)等，不管是座艙系統(tǒng)，還是智駕系統(tǒng)，CPU資源都是不可或缺的。

• GPU浮點(diǎn)運(yùn)算能力強(qiáng)，但是在智駕SoC芯片上，基本上不會(huì)集成非常強(qiáng)的GPU，因?yàn)槠鋬?nèi)部NPU的張量單元本身就很強(qiáng)，不需要GPU去做張量運(yùn)算和加速運(yùn)算；座艙SoC芯片需要進(jìn)行圖像的3D渲染、圖像拼接以及運(yùn)行大型的3D 游戲等應(yīng)用，因此座艙SoC芯片對(duì)GPU的能力要求會(huì)比智駕SoC芯片高。

• NPU作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的加速器，負(fù)責(zé)處理AI方面的計(jì)算需求。智能駕駛對(duì)NPU的算力需求比較大，這點(diǎn)毋容置疑；一些座艙SoC芯片雖然也帶有NPU模塊，可以做DMS或者LDW等一些基礎(chǔ)的駕駛輔助功能，但整體而言，座艙主控SoC芯片中的NPU性能要弱于智駕主控SoC芯片中的NPU。

總之，座艙主控SoC芯片是通用核強(qiáng)于專(zhuān)用核，智駕主控SoC芯片則是專(zhuān)用核強(qiáng)于通用核。

2）接口定義的區(qū)別

座艙域控器主控SoC芯片和智駕域控制器SoC芯片的接口定義也有很大的區(qū)別。均聯(lián)智行中國(guó)區(qū)CTO陳遠(yuǎn)認(rèn)為，座艙面向的應(yīng)用場(chǎng)景更側(cè)重于艙內(nèi)的人機(jī)交互能力。人機(jī)交互則需要提供大量的數(shù)據(jù)輸出，比如，視頻、聲音，還有其它投影圖像等數(shù)據(jù)輸出；同時(shí)，還需要獲取車(chē)?yán)锏臄?shù)據(jù)輸入，主要是車(chē)內(nèi)人員的數(shù)據(jù)輸入—— 有視頻（DMS/OMS）、也有聲音（麥克風(fēng)）等。因此，座艙SoC芯片會(huì)面臨一些多樣化的傳感器數(shù)據(jù)的輸入和輸出要求。

諾博汽車(chē)副總經(jīng)理陳禮順也基本認(rèn)同這一觀(guān)點(diǎn)，他說(shuō)：“座艙外設(shè)的側(cè)重點(diǎn)在于音視頻等大數(shù)據(jù)的輸入輸出等。比如，支持多少DP或DSI 接口—— 決定了能接多少路顯示屏；支持多少路TDM - 決定了是否可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的多場(chǎng)景音頻通路；還要支持GNSS、WIFI、Bluetooth等模塊接口。總之，座艙SoC芯片對(duì)外圍接口的要求非常高。

“在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)解決方案中，毫米波雷達(dá)信號(hào)一般通過(guò)CAN總線(xiàn)傳輸，激光雷達(dá)信號(hào)一般通過(guò)以太網(wǎng)傳輸，這些都是標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，因此，智駕主控SoC芯片的外設(shè)接口就相對(duì)簡(jiǎn)單，外設(shè)方面需要重點(diǎn)考慮攝像頭的接入。”

3）功能安全設(shè)計(jì)的差別 ??

“功能安全不是針對(duì)芯片，而是針對(duì)產(chǎn)品本身。功能安全設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，既可以在芯片層面設(shè)計(jì)一些冗余或者增加一些狀態(tài)檢測(cè)，也可以針對(duì)控制器產(chǎn)品本身進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的監(jiān)控以及功能分解。

“芯片廠(chǎng)商在做SoC芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，如果考慮功能安全，必然要考慮它具體的應(yīng)用場(chǎng)景，是應(yīng)用于座艙，還是應(yīng)用于駕駛，甚至是具體的某些工況，然后再針對(duì)相應(yīng)的場(chǎng)景、工況做針對(duì)性的基于芯片層面的功能安全設(shè)計(jì)。”諾博汽車(chē)副總經(jīng)理陳禮順告訴九章智駕。

座艙SoC芯片和智駕SoC芯片在做功能安全認(rèn)證方面沒(méi)有太大的差異，但是在功能安全設(shè)計(jì)上有一定的差別。

據(jù)業(yè)內(nèi)相關(guān)人士透露，除芯片本身的功能安全設(shè)計(jì)之外，還需要有其它的設(shè)計(jì)來(lái)聯(lián)合保證智能駕駛的功能安全要求達(dá)標(biāo)。芯片只是一部分，系統(tǒng)方案是另外一部分，如果要做系統(tǒng)方案?jìng)浞?#xff0c;芯片設(shè)計(jì)本身就需有一些接口能夠做冗余通訊方式。

相對(duì)而言，座艙系統(tǒng)對(duì)功能安全設(shè)計(jì)的要求就要低很多，即便是對(duì)安全性和實(shí)時(shí)性要求比較高的儀表或者HUD模塊，主控SoC芯片功能安全等級(jí)達(dá)到ASIL B即可滿(mǎn)足要求。

2. 座艙功能集成化的表現(xiàn)

整車(chē)EE架構(gòu)由分布式架構(gòu)向域集中式架構(gòu)升級(jí)，驅(qū)動(dòng)座艙內(nèi)一個(gè)個(gè)獨(dú)立的ECU集成到一個(gè)座艙域控制器的DCU上。座艙需要整合的功能越來(lái)越多，那么座艙進(jìn)行功能整合的原則是什么？哪些功能適合被整合進(jìn)去？

2.1? 功能整合的原則

1）在座艙主控SoC芯片的能力邊界之內(nèi)

集成什么樣的功能取決于座艙主控SoC，主機(jī)廠(chǎng)或Tier1會(huì)評(píng)估座艙主控SoC能夠支持接入多少路、多大分辨率的攝像頭和顯示屏；同時(shí)，也要看被整合功能的安全等級(jí)是否能夠被座艙芯片覆蓋到（不超過(guò)ASIL B），如果主控SoC的處理能力或性能能夠覆蓋到此功能，那么便可以初步判斷，此功能適合作為座艙功能的一個(gè)延伸，被集成進(jìn)去。

2）無(wú)需額外新增硬件

如果增加一項(xiàng)或幾項(xiàng)功能，可以不用增加硬件，只需要把算法和軟件移植到座艙域控制器里面，同時(shí)，在成本上還具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，此功能便適合被集成進(jìn)去。

2.2 座艙功能集成化的三種表現(xiàn)

隨著智能座艙主控SoC芯片性能的不斷提升，以及5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)、OTA等功能的加速滲透，無(wú)論是主機(jī)廠(chǎng)還是Tier1，都開(kāi)始注重智能座艙域控制器在功能上的融合。座艙域控制器的功能集成主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

2.2.1 一芯多屏

在傳統(tǒng)的座艙解決方案中，中控、儀表等系統(tǒng)相互獨(dú)立，一般由單一芯片驅(qū)動(dòng)單個(gè)功能/系統(tǒng)。隨著座艙智能化發(fā)展，座艙域控制器進(jìn)一步集成儀表、HUD、流媒體后視鏡等其它系統(tǒng) —— 從單個(gè)SoC驅(qū)動(dòng)單個(gè)系統(tǒng)單一屏幕到單一SoC支持多系統(tǒng)多屏顯示。

一芯多屏（圖片來(lái)源：大眾對(duì)外公開(kāi)宣講材料）

要在一個(gè)SoC芯片上支持多個(gè)屏的顯示，從安全性角度考慮，虛擬儀表、HUD需要采用QNX或者Linux系統(tǒng)；從軟件生態(tài)角度考慮，中控導(dǎo)航、副駕娛樂(lè)和后排娛樂(lè)則需要采用Android系統(tǒng)。

目前主流的方案是采用虛擬機(jī)-Hypervisor來(lái)實(shí)現(xiàn)在一個(gè)硬件上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，那么現(xiàn)階段，Hypervisor技術(shù)在座艙上的應(yīng)用還存在哪些不足或需要提升的地方？是否有其它技術(shù)可以作為Hypervisor技術(shù)的替代方案呢？

Hypervisor技術(shù)存在的不足或需要提升的地方：

1）會(huì)造成一定的硬件性能損失

芯馳科技資深產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金輝介紹說(shuō)：“使用軟件虛擬化需要付出代價(jià)，不管是CPU、GPU，還是NPU，它們的算力在軟件虛擬化的過(guò)程中會(huì)流失掉一部分，并沒(méi)有被完全用起來(lái)，也就是說(shuō)性能打了折扣。同時(shí)，外設(shè)訪(fǎng)問(wèn)的性能也會(huì)受到軟件虛擬化的影響—— 多個(gè)系統(tǒng)要通過(guò)軟件虛擬化去訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)接口，這個(gè)接口需要在虛擬機(jī)軟件里去做一些軟件層面的處理，訪(fǎng)問(wèn)外設(shè)的效率和性能會(huì)降低。”

“?使用Hypervisor一定會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)增大，像GPU、CPU以及NPU等系統(tǒng)資源進(jìn)行虛擬化處理的時(shí)候，硬件資源在不同的應(yīng)用之間進(jìn)行切換，不可避免地會(huì)造成系統(tǒng)總負(fù)載的升高。”均聯(lián)智行中國(guó)區(qū)CTO陳遠(yuǎn)也基本認(rèn)同這一觀(guān)點(diǎn)。?

2）QNX Hypervisor授權(quán)費(fèi)用高，且對(duì)芯片廠(chǎng)商支持力度不夠

在座艙域控制器上，如果Hypervisor是采用QNX hypervisor，上面再跑 QNX和Linux系統(tǒng)，其實(shí)相當(dāng)于要給黑莓付2份的授權(quán)費(fèi)，授權(quán)費(fèi)用非常高。

還有一點(diǎn)，就是QNX 對(duì)芯片廠(chǎng)商的支持力度不夠。QNX Hypervisor雖然滿(mǎn)足功能安全的需求，但是很難在所有芯片上得到應(yīng)用，支持Hypervisor的國(guó)產(chǎn)芯片目前多是采用基于Linux內(nèi)核的Hypervisor。

3）系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有效的隔離

“Hypervisor技術(shù)是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的劃分，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)硬件層面的有效隔離 ——?各系統(tǒng)都是放在同一個(gè)軟件的上層去運(yùn)行，相比于硬隔離方案，功能安全和信息安全得不到有效的硬件保障。”芯馳科技資深產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金輝表示。

那么，是否有Hypervisor的替代方案呢？

均聯(lián)智行中國(guó)區(qū)CTO陳遠(yuǎn)告訴九章智駕：“QNX的行業(yè)地位，短期內(nèi)很難被撼動(dòng)。所有的選擇都是在成本和效率之間去尋找平衡。目前有一些企業(yè)采用硬隔離的方案，硬隔離方案是一種選擇；不用硬隔離方案，在芯片上進(jìn)行軟件隔離也是一種選擇。”

采用Hypervisor技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于所有的IP核（ CPU、GPU、DSP等）以及周?chē)耐庠O(shè)都可以共享，而硬隔離的問(wèn)題在于資源不能很好地去共享。比如，安全域中用于儀表模塊的資源閑置了，也沒(méi)辦法分配給娛樂(lè)域去使用。

但是，硬隔離也有自身優(yōu)勢(shì)，芯馳科技資深產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金輝表示：“相比于Hypervisor技術(shù)，采用硬隔離方案便無(wú)需支付虛擬化軟件上的License費(fèi)用，并且算力也不打折扣，功能安全和信息安全也能夠得到保障。”

2.2.2 艙內(nèi)感知技術(shù)融合

目前DMS的主流實(shí)現(xiàn)方案是基于人臉識(shí)別的視覺(jué)技術(shù)，對(duì)芯片的要求很高?——?首先是車(chē)規(guī)級(jí)的要求，需要經(jīng)過(guò)環(huán)境試驗(yàn)和壽命試驗(yàn)等可靠性認(rèn)證；其次是對(duì)AI算力的需求也較高，比如，為了準(zhǔn)確識(shí)別人臉3D 的球狀形象，不僅需要較高分辨率的攝像頭，在圖像數(shù)據(jù)采集后還需要將模型進(jìn)行優(yōu)化。

隨著技術(shù)的發(fā)展，DMS延伸發(fā)展到了OMS，即將檢測(cè)范圍從駕駛員擴(kuò)展到車(chē)內(nèi)乘客，比如，檢測(cè)乘客是否系安全帶，下車(chē)的時(shí)候是否把兒童遺忘在車(chē)內(nèi)等應(yīng)用場(chǎng)景。當(dāng)前不少主機(jī)廠(chǎng)已經(jīng)將DMS和OMS組合起來(lái)進(jìn)行應(yīng)用。

DMS及OMS功能主要是通過(guò)對(duì)艙內(nèi)攝像頭數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)在座艙主控SoC芯片的算力和性能越來(lái)越強(qiáng)，不僅能夠支持多通道的視頻輸入能力，還集成有單獨(dú)的DSP單元。

將DMS/OMS功能融合到座艙，不僅是因?yàn)樽揝oC芯片的性能能夠覆蓋到DMS/OMS ,也是因?yàn)榘阉鼈內(nèi)诤系阶?#xff0c;它們便可以和座艙內(nèi)的其它關(guān)聯(lián)模塊更好地進(jìn)行信息交互。

比如，偉世通的 HMEye 是基于視線(xiàn)測(cè)量的 DMS，除了可以監(jiān)測(cè)駕駛員的雙手和視線(xiàn)是否在駕駛狀態(tài)，它還可以讓駕駛員通過(guò)眼球的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)廣播、調(diào)整溫度、開(kāi)啟導(dǎo)航等功能，這樣，在駕駛過(guò)程中，駕駛員便可以更安全地去進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)。

2.2.3 艙泊一體

泊車(chē)融入到座艙也有功能集成化的因素：早期的360環(huán)視都有單獨(dú)的控制器；后來(lái)360環(huán)視和自動(dòng)泊車(chē)輔助APA進(jìn)行融合，再升級(jí)到融合泊車(chē)功能，控制器的性能再次升級(jí)；再往后發(fā)展，座艙主控SoC芯片具了更強(qiáng)的CPU算力和AI算力，具備了整合泊車(chē)功能的條件，于是，也便有了把泊車(chē)功能融合到座艙的需求出現(xiàn)。

座艙整合基本的泊車(chē)功能：一是可以降本，至少可以把原來(lái)泊車(chē)的控制器省掉，能夠節(jié)省一定的物料成本；二是整合到座艙，能夠更好地做泊車(chē)場(chǎng)景下的人機(jī)交互設(shè)計(jì)，把泊車(chē)功能融入到座艙，座艙域控制器會(huì)得到更多的泊車(chē)信號(hào)；最后，座艙上的算力也能得到最大程度的利用。

均聯(lián)智行中國(guó)區(qū)CTO陳遠(yuǎn)解釋道：“泊車(chē)功能是在停車(chē)的場(chǎng)景下才會(huì)用到，剛好跟座艙上的一些應(yīng)用形成時(shí)間上的錯(cuò)位 ，比如導(dǎo)航信息顯示、行車(chē)信息顯示都是在行車(chē)的時(shí)候使用，泊車(chē)的時(shí)候這些應(yīng)用基本都處于停用狀態(tài)，因此，泊車(chē)時(shí)便可以將座艙上剩余的大部分算力全部用于做泊車(chē)的相關(guān)應(yīng)用。”?

3. 座艙域控制器產(chǎn)品形態(tài)的變化

在不同的自動(dòng)駕駛階段，座艙域控設(shè)計(jì)理念上的不同，甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品的形態(tài)產(chǎn)生較大的差異。

從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看，當(dāng)前屬于人機(jī)共駕階段，即所謂的駕駛輔助階段。在此階段，智駕域控和智艙域控還是兩個(gè)獨(dú)立的控制器。等過(guò)渡到真正的無(wú)人駕駛階段，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，隨著整車(chē)電子電氣架構(gòu)的進(jìn)一步升級(jí)，達(dá)到所謂的中央計(jì)算平臺(tái)+區(qū)域控制器的架構(gòu)階段，座艙和智駕的功能會(huì)高度融合，即艙駕一體。

中央計(jì)算+區(qū)域控制架構(gòu)（圖片來(lái)源：均聯(lián)智行對(duì)外宣傳材料）

根據(jù)不同階段的EE架構(gòu)和主控SoC芯片的融合能力，艙駕一體高性能計(jì)算平臺(tái)又會(huì)出現(xiàn)不同的形態(tài)：

• 采用多顆SoC芯片，座艙和智駕功能分別部署在不同板子上，板間通過(guò)以太網(wǎng)或PCIE連接

• 采用多顆SoC芯片，座艙和智駕功能部署在同一個(gè)板子上

• 座艙和智駕功能部署到單SoC芯片上

現(xiàn)在有人提到艙架一體HPC，但它也不是單SoC芯片方案，基本上是由兩塊板子組成，一塊板子跑智能座艙系統(tǒng)，另外一塊板子跑智能駕駛系統(tǒng)，但是，這樣的結(jié)構(gòu)形式對(duì)散熱設(shè)計(jì)和供電設(shè)計(jì)提出了很高的要求。

某主機(jī)廠(chǎng)EE架構(gòu)專(zhuān)家告訴九章智駕：“在域控制器階段，智艙和智駕還是分別采用單獨(dú)的盒子控制，這在目前來(lái)看還是比較好的方案。如果現(xiàn)在要把兩個(gè)獨(dú)立盒子的方案改為一個(gè)盒子內(nèi)兩塊板子的方案，成本應(yīng)該是可以降低，但在工程上會(huì)比較麻煩：比如一盒子里有多塊板子，不同的板子用不同的供應(yīng)商，中途發(fā)現(xiàn)不好用，換起來(lái)會(huì)很麻煩；如果是改為一個(gè)盒子一塊板子的方案，意味著要把太多的功能綁在一塊板子上，必然要受多方的牽扯，前期的協(xié)調(diào)溝通以及后期的更換維護(hù)都會(huì)比較復(fù)雜。”

某主機(jī)廠(chǎng)資深工程師也同意現(xiàn)階段座艙系統(tǒng)和智駕系統(tǒng)應(yīng)該相互獨(dú)立的觀(guān)點(diǎn)，他說(shuō)：“單純從整車(chē)EE架構(gòu)的演進(jìn)來(lái)看，艙駕融合肯定是大勢(shì)所趨，但從短期來(lái)看，把智駕和智艙結(jié)合在一起，純粹是一種形式上的結(jié)合，不是從產(chǎn)品需求的角度分解出來(lái)的結(jié)果。

“兩者面向的應(yīng)用場(chǎng)景、功能定義、性能邊界都不一樣，至少?gòu)哪壳皝?lái)看，我覺(jué)得兩者沒(méi)必要去融合，如果硬要把他們捏在一起，不管是芯片的選型，還是外圍電路的設(shè)計(jì)，面臨的要求都不一樣。那么，在成本和性能的考慮上，我們到底應(yīng)該傾向于誰(shuí)？總之，兩者融合的方式會(huì)給開(kāi)發(fā)者帶來(lái)一系列設(shè)計(jì)方面的難題。”

雖然單SoC芯片的艙駕一體架構(gòu)方案才能實(shí)現(xiàn)真正的座艙和智駕融合，但是座艙和智駕在功能需求、功能安全要求、信息安全要求以及對(duì)不同類(lèi)型算力需求的側(cè)重點(diǎn)等多個(gè)方面的要求是不一樣的，如果兩者放在一個(gè)芯片內(nèi)去做，系統(tǒng)將會(huì)異常復(fù)雜，短期內(nèi)很難有一款單SoC芯片能夠同時(shí)滿(mǎn)足這樣的需求。

現(xiàn)階段，單SoC芯片的艙駕一體方案仍面臨一些硬件和軟件上的問(wèn)題。具體面臨什么樣的問(wèn)題，這里便不多做介紹，感興趣的讀者可查看筆者之前的文章：“艙駕融合”技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析，里有比較詳細(xì)的介紹。

4. 智能座艙的數(shù)據(jù)安全防護(hù)

現(xiàn)在座艙內(nèi)的攝像頭越來(lái)越多，艙內(nèi)的功能也日漸豐富。座艙系統(tǒng)將會(huì)在本地使用大量的用戶(hù)數(shù)據(jù)，同時(shí)也需要和云端保持實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)共享和同步，座艙域控制器是車(chē)企后續(xù)進(jìn)行用戶(hù)數(shù)據(jù)收集、OTA的重要端口，因此座艙系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全將變得非常重要。

那么應(yīng)如何保護(hù)用戶(hù)的私有敏感數(shù)據(jù)信息不被泄露和非法使用呢？

4.1 確保操作系統(tǒng)本身的信息安全

首先，要確保操作系統(tǒng)本身的信息安全，比如，Andriod、QNX等系統(tǒng)在啟動(dòng)的時(shí)候，需要做安全啟動(dòng)校驗(yàn)，防止系統(tǒng)遭到病毒感染。另外，對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行權(quán)限控制，做一些最小化的授權(quán)事項(xiàng)，避免所有的應(yīng)用都可以訪(fǎng)問(wèn)一些很私密的區(qū)域。

其次，控制器之間的通信需要做一些安全通信處理，比如做C2C加密，一個(gè)報(bào)文過(guò)來(lái)，需要校驗(yàn)是誰(shuí)發(fā)的。

4.2 數(shù)據(jù)加密和脫敏處理

數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不僅需要得到用戶(hù)的授權(quán)，同時(shí)還需要進(jìn)行加密和脫敏處理。

數(shù)據(jù)加密 —— 座艙SoC芯片里有一個(gè)信息安全的模塊HSM，它內(nèi)置了信息安全的加密引擎。用戶(hù)有了這些引擎和配套的處理器之后，可以在上層構(gòu)建一些加密算法，比如國(guó)密的SM2/SM3/SM4/SM9，或者是商用的一些加密算法等。

座艙信息安全的基本框架主要就是私鑰加密+公鑰解密。傳輸?shù)碾[私數(shù)據(jù)，第一，需要簽授權(quán)；第二，需要加密。也就是說(shuō)，用私鑰加密，加密完了之后把數(shù)據(jù)發(fā)給對(duì)方。對(duì)方用公鑰解密后才能看到數(shù)據(jù)。在傳輸過(guò)程中，其他任何人如果沒(méi)有公鑰，即便拿到數(shù)據(jù)也解密不出來(lái)。

數(shù)據(jù)脫敏 —— 識(shí)別人的時(shí)候不能識(shí)別人的身份，也不能識(shí)別人的個(gè)性特征，比如，是男還是女。采集數(shù)據(jù)自然就可能會(huì)涉及到對(duì)他人隱私的侵犯，所以數(shù)據(jù)必須要經(jīng)過(guò)脫敏處理。并且，很多數(shù)據(jù)必須在終端上處理，不能送到云端處理，以避免在往云端傳輸?shù)倪^(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

總之，數(shù)據(jù)安全的防護(hù)是非常復(fù)雜的工程，需要從各個(gè)方面去考慮。在保護(hù)數(shù)據(jù)的同時(shí)，還要防止被黑客侵入。“在全球，有很多黑客去攻擊特斯拉的車(chē)輛，去尋找漏洞，然后再上報(bào)給特斯拉去獲取一些獎(jiǎng)勵(lì)。現(xiàn)在很多車(chē)輛都要求做滲透測(cè)試，也就是說(shuō)去找一家第三方公司去破解這輛車(chē)，看它有沒(méi)有漏洞。”均聯(lián)智行中國(guó)區(qū)CTO陳遠(yuǎn)舉例說(shuō)。

5. 座艙主控SoC芯片市場(chǎng)格局

當(dāng)前，座艙域控制器的主控SoC芯片的市場(chǎng)格局已經(jīng)逐漸明朗：中低端市場(chǎng) —— 傳統(tǒng)汽車(chē)芯片廠(chǎng)商是主力，比如 瑞薩、TI、恩智浦等；高端市場(chǎng) —— 消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商是主力，比如高通、三星、英特爾、AMD等。

為什么消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商能夠殺入到座艙芯片市場(chǎng)領(lǐng)域？

有業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商之所以能夠進(jìn)入座艙領(lǐng)域，是因?yàn)閺南M(fèi)電子芯片轉(zhuǎn)向座艙芯片的壁壘并不高 —— 兩者在技術(shù)層面的要求高度相似，車(chē)規(guī)級(jí)的特殊要求主要體現(xiàn)在壽命、適應(yīng)車(chē)載環(huán)境等安全層面，然而，消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商通過(guò)這些車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證的難度并不是特別大。

同時(shí)，消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商在消費(fèi)端已經(jīng)具備了足夠強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力，從而能夠幫助他們?cè)谙鄬?duì)小眾的汽車(chē)領(lǐng)域里，也能提供類(lèi)似工藝和設(shè)計(jì)的車(chē)規(guī)級(jí)座艙芯片。

消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商不但殺入了座艙領(lǐng)域，為什么還能牢牢霸占座艙領(lǐng)域的高端市場(chǎng)？

1）成本優(yōu)勢(shì)

消費(fèi)級(jí)芯片廠(chǎng)商能夠最大化利用其在消費(fèi)端的生產(chǎn)能力，去攤銷(xiāo)整個(gè)芯片設(shè)計(jì)的成本。因此當(dāng)其把消費(fèi)端的芯片轉(zhuǎn)移到座艙領(lǐng)域來(lái)應(yīng)用，在成本上對(duì)傳統(tǒng)芯片廠(chǎng)商是一個(gè)降維打擊。

諾博汽車(chē)副總經(jīng)理陳禮順說(shuō)：“ 座艙的SoC芯片一般都會(huì)包含CPU、GPU、NPU、DSP等等，這些IP設(shè)計(jì)與授權(quán)一般都是來(lái)自第三方公司，比如ARM, Imagination等，對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)芯片廠(chǎng)商，這些IP的授權(quán)費(fèi)都是非常高的，但對(duì)于高通來(lái)講，一是很多IP都是進(jìn)行自研設(shè)計(jì)，二是ARM的架構(gòu)授權(quán)費(fèi)也是要比一些傳統(tǒng)汽車(chē)芯片廠(chǎng)商低很多。”

2）芯片的性能和迭代速度優(yōu)勢(shì)

首先，消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商的座艙芯片在先進(jìn)制程和大算力上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

其次，消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商的座艙芯片迭代速度快。消費(fèi)電子芯片廠(chǎng)商可以在智能消費(fèi)電子芯片迭代的基礎(chǔ)上再去迭代座艙芯片，他們的芯片迭代的速度自然要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)汽車(chē)芯片廠(chǎng)商。

高通四代座艙平臺(tái)的基礎(chǔ)信息（數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理）

備注：截止目前為止，高通總共對(duì)外發(fā)布了四代座艙芯片，而這四代芯片都是遵循著“消費(fèi)級(jí)芯片先發(fā)，智能座艙芯片后改”的底層邏輯。

參考資料：

1.?智能座艙域控制器（四）

https://mp.weixin.qq.com/s/IfCPucJ1zjV0bkvvUw0tVg

2.?自動(dòng)駕駛“解放雙手”？從標(biāo)配DMS開(kāi)始

https://mp.weixin.qq.com/s/p0heq74SRQmeqLRHZq64jw

3.?行泊一體：打通智能駕駛的“任督二脈”

PINnopqMj2KDV9tGEUY83Q

4.?智能座艙產(chǎn)品設(shè)計(jì)系列三：智能座艙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)IMS

https://mp.weixin.qq.com/s/-ujr3X8bizNZjdvU5MLP_Q

5.?大牛講堂 | 李星宇：智能座艙最理想的交互模式應(yīng)該是什么樣的？

https://mp.weixin.qq.com/s/v2360jU2YTpJBa63lfrzlg

6.?智能駕駛需求的智能座艙升級(jí)方案

https://mp.weixin.qq.com/s/VGBvdVlqNCkavoWZqfSfrQ

7.?智能座艙or智能駕駛？高通驍龍不做選擇題

https://mp.weixin.qq.com/s/LZ1mB_3ePq0rlRU_3RWAiA

8.?證券報(bào)告 - 汽車(chē)智能化系列之座艙芯片：從一芯多屏到跨域融合

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的智能座舱域控制器技术发展趋势分析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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