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座舱电子好比吸铁石,大量创新正由车厂来驱动

Franklin Zhao?? 2015年12月28日 ?? 收藏1
汽车座舱电子正发生着很多新技术的演进,比如一些座舱本身环境变得更加智能化,现在比较火的自动驾驶、节能减排、车联网和物联网的很大一部分在座舱这个环境内体现出来。这样一个特定环境变成好像是吸铁石一样,把所有相关的科技或者新技术都吸引进来。

ADI公司汽车电子事业部座舱电子业务总经理Vlad Bulavsky日前接受本刊记者采访表示,ADI本身原来在消费电子、通信电子、医疗电子等领域都是有特定的事业部来驱动创新。在这样的背景下,ADI汽车电子这个事业部可以很方便去借助这些其他事业部在前沿技术上的投入,把它体现座舱电子这样环境当中。

图1:ADI公司汽车电子事业部座舱电子业务总经理Vlad Bulavsky
图1:ADI公司汽车电子事业部座舱电子业务总经理Vlad Bulavsky

同时,原来在汽车电子这个领域,新技术主要是由芯片厂商的客户——零部件厂商来驱动,这些厂商选择基础产品和典型器件来设计产品。而现在越来越多的车厂所牵涉到的很多东西是系统的,如自动驾驶,这变成了由车厂来驱动。因此在这样一个前提下,他们会需要前沿技术,甚至很具体是需要哪一类器件种类,甚至是型号,要求一级和二级供应商去提供这样的产品。

客户端现在需要越来越多的系统级方案,而不仅仅是器件厂提供一个器件级产品方案就可以了,越来越多的客户需要提供板级的设计、参考解决方案、软件、工具和调试系统。

座舱电子发展的五大方向

在座舱电子方面,从短期来讲,ADI在车舱内的音频和视频传输、转换及处理上占了比较好的市场地位,包括手机设备的接入、音频DSP、视频转换器等。同时,往前看的话,有很多的新型领域在中短期会有很大的增长和爆发,比如新兴的更先进的音视频传输和连接,摄像头的数目会变多,摄像头的像素会变高,这就需要有新型的总线把更多高清的摄像头连接起来。

图2:座舱电子涉及五大技术领域
图2:座舱电子涉及五大技术领域

此外,在座舱内的音效/音频的体验上,现在有很多车厂都在做车辆的减重、提高能效,因此汽车隔音材料的使用会越来越少,但是噪声表现会相应变差,而ADI的A2B新技术能够去补偿舱内的音效变化,提升舱内音频传输的效率和节点个数。另外,先进的人机界面、手势识别,不管是基于电容的,还是光学的,还是飞行时间(TOF)的方案,可以去判断驾驶员的当前状态(是不是在驾驶,还是离开方向盘),从而判断汽车是否要切换到自动驾驶模式。

然后是中长期的新兴技术,包括车联网——车到车的通信(V2V),车到基站的通信(V2X);车舱内先进的音效处理和语音识别用在紧急呼叫系统中;传感器在第一时间检测到驾驶员的当前状态,然后通过道路救援或切换到紧急自动驾驶模式送到就近医院……“要实现这些短期、中期和长期的目标,我们需要做到以下三点:一是跟车厂密切沟通,在第一时间知道车厂的想法和需要怎样的新兴技术;二是去利用ADI其他事业部,包括通信、消费和医疗电子等先进技术,引入到车舱环境中;三是除了提供芯片解决方案之外,还要提供系统级的、超出芯片的整体解决方案。”Vlad表示。

座舱电子是一个很大的范畴,把所有的技术、相关事业部的技术都往里塞。有一些是将其他事业部的原创技术改良到车舱电子,还有一些是ADI汽车电子自有的创新技术。比如,ADI音频处理器系列,从低端的ΣDSP,到中端的Blackfin,到高端的SHARC,在市场上占有非常大的市场份额。然后是A2B的新型总线,这些都是针对舱内更高效更优质的音频体验来开发的。

图3:座舱音频连接和处理解决方案
图3:座舱音频连接和处理解决方案

第二个方向是舱内的视频体验,包括传统的标清摄像头和屏幕之间转换的标清编解码器,以及高清的、从屏幕到屏幕、从车机到表盘的APIX2高清连接。

第三个方向是手机等设备的接入,包括HDMI、MHL总线之间的转换。

然后是车载通信,包括车到车,车到基站通信。ADI在车载通信上引入了非常强的智能前端收发器(软件定义无线电解决方案),可以实现车内智能天线,即同一个硬件平台采用这种灵活的射频收发器,可以在不同的车型和架构下去实现天线不同方式的集成功能。

最后是人机界面,包括现在的光学、手势识别,以及新兴的基于像素级的红外手势的识别。

车舱系统变成分布式并要传输做到有效实时

原来在传统领域,很多做传统车机的厂商都是做很集中的模块产品,把所有的音频、视频、功放、人机界面往里放。而现在有很多国家的系统越来越公共化——很多模块要求有独立的智能天线,独立的功放,独立的降噪盒子,甚至在车机本身也希望把视频、音频等做成独立的模块。因此现在不再是由原来传统的一个盒子搞定,这就带来了很多的挑战。一是很多分布式的系统需要更多的连接,把很多通道和各种音源串在一起,而且还要保证传输的有效性和实时性。二是现在的自动驾驶虽然和车机是两个系统,车上的报警比如盲区内有车,要做盲区报警,需要有特定的喇叭来发出消息(比如左边有车,左边喇叭报警)来保证时效性。

举例来说,北美地区现在强制要装后视摄像头——有可能小孩会被压到,会有一些特定的要求,在探测到危险的时候,报警声必须在0.5秒以内发出。而这样的传输,如果是对传统的车机来讲,用一个强壮的ARM处理器和安卓系统来做这样的事情,很难满足实时性的要求。因此,这样的系统要求用一些专用、实时的音频DSP或者处理器去做这样的音效播放。然后是像现在比较热的主动降噪,更加要求音频处理和传输的实时性。主动降噪技术首先要去探测舱内有哪些噪声,经过采集处理然后回放一个噪声来去消除这些噪声。这样的回路一般需要控制在几个采样点(几十到几百微秒)之内,这就要求有一个非常快速、实时的音频传输机制,以及非常有效、快速的处理器来处理这样的信号。

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