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新架构日益清晰,如何构建高度数字化的智能座舱?

作者:中国汽车报网 记者:赵建国 编辑:李沛洋 更新时间:2023-11-17 点击数:

当下,智能座舱已经逐渐成为新能源汽车的标配,其旨在集成多种IT和人工智能技术,打造全新的车内一体化数字平台,为驾乘人员提供智能体验,提升行车安全。

在传统的座舱解决方案中,中控屏和仪表屏等系统相互独立,一般由单一芯片驱动单个系统。“现在可以将几乎所有的功能集成在一颗低成本的MCU芯片中,体现了轻量级智能座舱新概念。”苏州速显微电子科技有限公司董事长项天近日向记者介绍了打造数字化智能座舱的芯片新技术、新理念。

呈现“浓缩的都是精华”

在项天看来,智能座舱应该有的功能,包括仪表屏、娱乐屏、无线连接、汽车的总线、车载以太网、离线语音识别、扬声器、手机投屏交互、人脸识别以及倒车摄像头等,而将这些集成在一颗低成本的MCU中,不仅有GPU(图形处理器)、NPU(网络计算处理器)功能,还有视频解码,以及比较丰富的互联接口、视频输入输出接口。即使如此,这颗芯片的体量也只有一颗常用的MCU体量差不多。这样的产品应该是结合新能源汽车高速发展,在高中低各个档次车型,以及乘用车、商用车的智能座舱中都会体现出其与众不同的价值。

“这颗芯片,是可以支持一机双屏的MCU芯片。”项天介绍,既可以实现手机投屏的娱乐功能,也可以支持离线的语音识别、人脸识别的功能,还有汽车需要的总线功能。其实,该芯片并不需要使用安卓系统,只需要较简单的RTS系统就可以实现快速启动。速显微电子有十年的GPU研发经验,主要的产品是面向智能座舱内的仪表、旋钮屏等,包括图形显示场景。其核心技术就是采用了自研的GPU内核,实现双CPU+GPU的架构。除了硬件之外,我们也有自研的软件平台,有统一的UI(图形界面)开发平台,可以支持实时操作系统,实现界面的无代码开发,帮助很多客户实现智能座舱的产品升级,现在已经有很多主机厂实现量产应用。

在他看来,智能座舱中芯片的作用,还应该包括一些智能化功能,如在车辆的AB柱及后视镜安装摄像头,提供情绪识别、年龄检测、遗留物检测、安全带检测等。

打造“一站式综合平台”

针对智能座舱,芯片的作用应是可以打造一站式综合平台。项天表示,这一切是在最底层的GPU的基础之上,完成了芯片的研发,并实现了芯片的流片、封测。

项天谈到,速显微电子从2013年开始自研GPU,2017年研发了第一代GPU内核,到2023年已经是第四代GPU内核。前三代内核从性能上讲,比较类似于2000年左右的PC机性能,在汽车仪表上,这样的性能有非常好的表现力。事实证明,另辟蹊径的方法取得了良好的结果。第四代产品则是可编程的GPU架构,比较类似于现在的桌面级GPU,其中整合了NPU的功能,未来希望能够提供更好的算力和AI的功能。

在项天看来,三颗搭载GPU的产品就可以实现从1寸屏幕到20寸屏幕系列功能产品的覆盖。这目前,国内只有速显微电子一家在自研小尺寸的GPU芯片,基本上参照了图形学上的标准,OpenGL标准,重新实现了整个流水线,目标是可以实现平移、旋转、投影2D和3D的效果,能够以比较低的成本来实现高性能的图形显示。

提供“高质量的数据压缩”

“多层次的数据压缩技术往往是被忽略的,但是其对于智能座舱却非常重要。”项天表示,智能座舱中,存储所带来的成本压力其实往往比主控芯片还大,高质量的数据压缩可以在不改变用户体验的前提下,极大地节省整个系统的成本。而成本压力是现在主机厂的主要压力之一,任何能够降低成本的路径都是车企要考虑的。例如,一张1080P的图片,未经压缩一般是8M大,经过压缩达到0.6M,这样就能较快处理和存储,会极大降低成本。

项天谈到,一套协同处理器的机制就能够加速CPU和GPU之间、以及存储之间的数据搬运,整个GPU运算过程完全不需要CPU的参与。如此一来,不仅可以覆盖从1寸到12.3寸的屏幕,场景还可以从旋钮、仪表、电子后视镜、到智能座舱中所有屏幕的场景需求。

“除了硬件之外,还有一套UI开发工具,能较好地提升主机厂客户的开发效率。”项天表示,其核心是以设计师为中心,把从PS软件中画出来的图片导入到工具中之后,直接输入硬件之中,整个过程不需要写代码。较容易实现UI的开发,比写代码的效率约提升10-100倍。