高性能+高可靠，开启全场景智能座舱新时代

在2023年2月21日，由盖世汽车主办的2023第二届汽车芯片产业大会上，芯驰科技资深产品市场总监金辉发表了《高性能+高可靠，开启全场景智能座舱新时代》主题演讲。

金辉表示，汽车行业正从多域各自独立向跨域融合的阶段演进，以舱泊一体为例，将座舱和泊车两个系统的功能基于一套系统的硬件实现，不仅可以减少线束，减轻车身重量，也可以为用户提供更丰富的驾乘体验。

面向这一趋势，成立于2018年的芯驰科技进行了充分准备：产品涉及智能座舱、智能驾驶、网关、高性能MCU，而且已有数百万片车规级芯片量产出货，服务客户超过260家，有超过200家生态合作伙伴，覆盖中国90%以上车厂。以座舱产品X9为例，目前已经在上汽、奇瑞、长安等实现量产上车。

金辉 | 芯驰科技资深产品市场总监

以下为演讲内容整理：   

今天我将和大家一起探讨一下智能座舱的新时代。首先解读一下这个标题，为什么是“新时代”？我们现在面临着“2.5个”机会，首先是半导体的机会，其次是汽车的机会，另外0.5个是人工智能的机会。2.5个赛道叠加在一起，如同火箭在喷发，我们很幸运刚好碰到了这个时代，所以能够大有所为。

再是“高性能”和“高可靠”。首先我们认为做汽车芯片，高可靠一定是最基础的要求，在此基础上我们会尽可能地做高性能的芯片，应用场景就是全开放性的智能座舱。

EE架构演变下，智能座舱交互迎来变革

图片来源：芯驰科技

首先分享一下汽车EE架构的变化，我将从芯片角度解读一下汽车电子架构的演变。我们目前处在域控制器时代，整车分为智能座舱、自动驾驶、智能网关、车控等域。智能座舱这个词差不多在2021年左右开始流行，更早一点大家谈得比较多的是仪表、导航、娱乐系统。

第三代架构我们认为大约会出现在2030年前后，从现在开始会有5-8年时间留给我们往这个方向演变。如果把4个域编个号，我们认为在这个过程中会出现各域之间的两两组合，比如1+2，或者1+3，甚至3+4，这就是我们说的跨域融合产品，其中比较典型的就是舱驾一体和舱泊一体。

舱泊一体比较好解释，就是把座舱和泊车两个系统用一个系统的硬件来实现，从而能为我们的客户带来更好的价值附加。

整个电气架构升级后我们会得到非常多优势，线束的减少是很直观的结果。当发展到中央计算平台，未来的汽车EE架构可能就是一个板级多域或芯片级的多域架构。

现在国内的智能座舱发展水平是明显超过海外的，这为我们国内的从业者带来了非常好的机会。

智能座舱的多元化交互首先体现在多屏互动，我们在开车的时候，除了传统的虚拟仪表和导航屏之外，现在慢慢多出了更多屏幕，座舱系统正在配置更多的显示屏：虚拟空调面板，副驾娱乐屏，后座娱乐屏等等，交互也越来越复杂。

其次是实体按键逐渐消亡，一种是被触摸屏代替，另外一种是变成多模形态，靠触觉实现。

此外，语音助手也非常重要，比如最近比较火的ChatGPT就是一种新型的聊天AI工具，未来所有的智能座舱都将引入ChatGPT这个工具，有了它之后在一个人开车时智能座舱也会让你没有那么孤独，这个“杀手级”的应用会推动整个智能座舱的发展。

最后是多人交互，一个典型场景，比如在打车时可以在后排设置导航，再推送到前排的仪表或者中控去，带来更多便捷性。

未来整个智能座舱会有很多种场景，除了传统的仪表、行车记录仪、中控之外，语音助手也会成为未来非常有价值的人机接口。驾驶员监控系统和乘客监控系统会变得更加重要，现在只需要往车上一坐，摄像头就可以识别出你是哪一位用户，自动帮你调试好座位、温度等。这就需要用到AI的部分，芯片在设计之初就需要有AI的模块。需要强调的是安全模块HSM，这里强调的更多是信息安全，这个模块能对智能座舱的信息进行加密。

总结下来，智能座舱会面临四个部分的变革：多用户，高可靠，响应快，高安全。

高性能+高可靠，开启全场景智能座舱新时代

在软件定义汽车的趋势下，整个智能座舱都需要做一些改变。传统时代是一颗芯片上跑一个系统，有3-5个应用就足够了，用户没有太多选择。现在在整个车机中有时会多达5个系统，应用程序是传统汽车的50-100倍,这就是软件定义汽车的结果。

从芯片的角度我们是怎么看待这个问题的？首先对于多系统，从安全性角度考虑，虚拟仪表需要采用QNX或Linux系统，从软件生态角度考虑，中控导航、副驾娱乐、后座娱乐则需要采用Android系统，如何能够做到在同一个硬件上运行多个操作系统，同时保证每个系统的完整性和独立性？

高性能方面，需要解决的问题是当多个操作系统运行在同一个处理器上，同时与多个用户进行交互的时候，处理器需要多高的性能，才能保证对所有操作的快速响应？

功能安全方面，系统中有大量的应用软件，比如在一个安卓系统中可能有上百个应用程序，相互之间不能干扰，其中就有功能安全的要求。

最后是数据安全，怎么保护自然人的数据不被侵犯，这也是很大的课题。从芯片的角度来看，就需要提出芯片的解决办法。

智能系统的软硬件设计也面临着挑战。首先需要足够的CPU和GPU性能，其次整个CPU和GPU之间要隔离，每组硬件都需要有独立的中断处理器。此外座舱需要一个专门的显示和图像处理单元，最后是真正独立的安全岛MCU子系统，这里需要独立电源、时钟、PLL和外设，有些部分还需要支持AUTOSAR MCAL。

图片来源：芯驰科技

这里我展示了多系统智能座舱旗舰版的方案，可以看到上面有9个屏幕，我们这个方案最多可以到10个屏幕，里面用了两个安卓系统，两个Linux系统，一个AUTOSAR，一个安全系统，这些都是基于单芯片方案实现的。

如果不需要那么多屏幕，多余的算力可用于做泊车功能，形成舱泊一体方案。

图片来源：芯驰科技

这是我们的第一代中央计算架构，我们把整车分成几个区域，有中央计算单元、底盘和动力以及前后左右四个区域控制器。对于中央计算单元，我们推荐使用我们的X9舱之芯和V9驾之芯，在底盘和动力集成控制器中我们推荐E3控之芯和G9网之芯，在各区域控制器我们推荐E3控之芯，它是高性能的MCU，可以做整个区域的集中计算，再把执行和传感的功能下发到下面一级算力弱一些的MCU。

举个例子，我们坐在车里等人时车窗是开着的，突然这个时候下了小雨，传统的车不会帮你把车窗关上，但试想一下，其实很多车都有自动关窗户的功能，同时也可以通过车的前玻璃检测是否下雨，如果我们把这些都做到一个系统中去，就可以定制一个服务，如果停车遇到下雨就帮我关窗户，这个应用在软件定义汽车时可以把软件包放到车内。当然，要注意这种软件的开发还是要优先保证功能安全和信息安全，在不伤害驾驶行为和用户数据的前提下进行开发。

完整生态圈、“四证合一”护航芯驰驾驭未来

芯驰主要定位于芯片，因此在操作系统和应用层面需要大量的生态合作伙伴。我们目前有来自不同领域的200多家生态合作伙伴，我们通过与这些企业合作，把大家的价值叠加在一起，为Tier1和车厂服务，建立起整个生态。

功能安全和数据安全在座舱上尤其重要，其中涉及到流程、人员以及产品，如果要把安全做好，整个流程也要过关。很多人会认为消费级芯片和车规芯片仅仅是在生产制造的时候不一样，实际上在芯片设计的时候就是不一样的。我们要求研发车规级芯片的公司首先在流程上需要取得ISO26262的功能安全认证，在这个流程的指导下才能做出符合功能安全的产品。

除了研发不一样，晶圆厂也有所不同，车规芯片往往需要用车规的生产线。封装测试也有要求，同时要达到的DPPM目标也不一样，消费级芯片的指标是500 DPPM，车规级芯片的指标要求则是无限接近于0。

芯驰科技是国内首个“四证合一”的车规芯片企业。自成立以来陆续通过了AEC-Q100可靠性认证、IS026262 ASIL D功能安全流程认证、IS026262 ASIL B功能安全产品认证和国密商密产品认证。谢谢大家，希望和大家一起携手迈向未来。

（以上内容来自芯驰科技资深产品市场总监金辉于2023年2月21日由盖世汽车主办的2023第二届汽车芯片产业大会发表的《高性能+高可靠，开启全场景智能座舱新时代》主题演讲。）