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來(lái)源：AVNET 如果你置身于特斯拉最新推出的Model 3的座艙中，即使車(chē)子還沒(méi)有發(fā)動(dòng)行使，你也一定會(huì )被牢牢占據座艙C位的那個(gè)15英寸的觸控屏所吸引。它取代了傳統座艙中的儀表盤(pán)和中控，取消了幾乎所有實(shí)體按鈕，讓整個(gè)座艙的設計極簡(jiǎn)而又充滿(mǎn)了科技感。 觸控屏走進(jìn)汽車(chē)座艙并不是新鮮事，但是像Model 3這樣將觸摸屏用得如此極致，還是很有顛覆性的，從中我們也可以洞察出一個(gè)大趨勢：觸控屏正在成為車(chē)載HMI的主旋律，未來(lái)將有更大、更多的屏幕出現在駕艙中。按照Strategy Analytics分析師的預測，今后在一些高檔汽車(chē)中，顯示屏的數量可能會(huì )多達甚至超過(guò)10塊。 
圖1 ，Model 3的座艙中采用了15英寸的觸控屏作為HMI（圖源：網(wǎng)絡(luò )） 多屏設計的機遇與挑戰 推動(dòng)這一多屏趨勢的動(dòng)力，主要來(lái)自以下幾個(gè)方面： 首先，如今的汽車(chē)為了確保更安全更舒適的用戶(hù)體驗，需要處理大量的數據，這些數據相關(guān)的信息也要和用戶(hù)進(jìn)行更為高效的互動(dòng)，而傳統的“儀表盤(pán)+中控”的車(chē)載HMI顯然無(wú)法滿(mǎn)足這種信息交互的要求，信息的展示方式也不夠友好，唯有更大、更多、更直觀(guān)的觸控屏方可應對這一快速增長(cháng)的需求。 其次，今天的汽車(chē)已經(jīng)不是一個(gè)單純的交通工具，它承載了更多信息娛樂(lè )的功能，需要為座艙內所有的用戶(hù)——包括駕駛員和乘客——提供個(gè)性化的服務(wù)，一塊中控屏顯然無(wú)法滿(mǎn)足多用戶(hù)個(gè)性化的需求，多屏配置勢在必行。 再有，汽車(chē)及汽車(chē)中用戶(hù)與外部世界的信息交互越來(lái)越多，交互場(chǎng)景也越來(lái)越多樣化，多屏聯(lián)動(dòng)，各司其職，無(wú)疑提供了一種更具靈活性和擴展性的解決方案。 當然，任何一次功能的迭代，勢必帶來(lái)新的技術(shù)挑戰，屏幕數量的增加和功能的提升，與汽車(chē)有限的空間之間將是一對難于調和、又必須認真處理的矛盾，這也就促使屏幕背后的電子元器件必須在高集成、小型化方面來(lái)一次全面的升級。我們可以看到，這樣的變化已經(jīng)在發(fā)生。 一芯多屏的應用處理器 “壓縮”多屏幕背后的電子系統尺寸，可以從多個(gè)維度進(jìn)行，而最關(guān)鍵的一點(diǎn)肯定要落在作為屏幕處理控制核心的應用處理器身上。傳統汽車(chē)系統中，操控每塊屏幕的處理/控制器都是獨立的，也就是說(shuō)每增加一塊屏幕，也就需要增加一顆處理/控制器，成本和空間上的壓力也會(huì )隨之增加。解決這一難題，一個(gè)很自然的想法就是“能否用一顆處理器去支持多個(gè)屏幕？”恩智浦的i.MX 8QuadMax應用處理器就是沿著(zhù)這一思路而設計的解決方案。 恩智浦提供的資料顯示，i.MX 8QuadMax集成了兩個(gè)Arm Cortex-A72內核、四個(gè)Cortex-A53內核、兩個(gè)Cortex-M4F內核和兩個(gè)GC7000XS/VX GPU，同時(shí)包括HiFi 4 DSP，支持LPDDR4內存以及帶音視頻橋接（AVB）功能的雙Gb以太網(wǎng)�？梢哉f(shuō)i.MX 8QuadMax延續了i.MX 8應用處理器家族高性能的特點(diǎn)，其GPU、四個(gè)Arm內核和IO選項，可以為用戶(hù)提供具有人工智能和機器學(xué)習所需的處理能力和靈活性。 而其最大的特色是，具有獨特的硬件分區架構和功能，可以在沒(méi)有管理程序的情況下運行多個(gè)操作系統，在單個(gè)處理器上支持最多4個(gè)獨立的屏幕（分辨率可達4K），在提供足夠的處理性能的同時(shí)，各個(gè)屏幕之間的代碼是彼此“隔離”的，能夠很好地滿(mǎn)足每個(gè)屏幕獨特的可靠性和安全性的要求。 在年初的CES2020 上，恩智浦展示了基于雙i.MX 8QuadMax芯片實(shí)現的、支持多達11塊屏幕的多屏解決方案，這些顯示屏包括HUD、儀表盤(pán)、副駕顯示、中控、左右后視鏡顯示屏，以及內后視鏡等，可以說(shuō)覆蓋了目前可以想到的所有基于屏幕的汽車(chē)HMI應用的場(chǎng)景 目前，i.MX 8QuadMax正在積極做好“上車(chē)”商用的準備，比如通過(guò)與全球高端車(chē)載信息娛樂(lè )系統供應商ART的合作，基于i.MX 8QuadMax的多屏顯示系統已經(jīng)進(jìn)入了一些高端車(chē)型的2021年生產(chǎn)計劃。一經(jīng)市場(chǎng)驗證，未來(lái)這種“一芯多屏”的方案逐漸下探至中、低端車(chē)型市場(chǎng)，只是一個(gè)時(shí)間的問(wèn)題。
圖2 ，基于恩智浦雙i.MX 8QuadMax芯片架構的，支持多達11塊屏幕的汽車(chē)多屏HMI解決方案（圖源：NXP） 高集成的電源管理芯片 除了主控芯片，車(chē)載顯示器的其他外圍元器件也在為了迎接多屏時(shí)代的到來(lái)進(jìn)行著(zhù)升級。比如在汽車(chē)顯示屏的電源管理芯片領(lǐng)域，“新物種”已經(jīng)出現。 傳統的車(chē)載顯示屏電源設計，需要4-5顆分立的IC，通常包括：一顆高壓降壓轉換器提供3.3V電源軌；一顆高壓低IQ LDO負責MCU供電；一顆低壓LDO應對低噪聲應用；一顆低壓降壓轉換器提供解串器供電；一顆看門(mén)狗定時(shí)器支持MCU復位（如圖3）。當屏幕增多之后，這樣的架構顯然會(huì )擠占有限的系統空間。
圖3 ，傳統的采用分立IC的車(chē)載顯示屏電源系統（圖源：Maxim） 為了簡(jiǎn)化汽車(chē)顯示器電源系統，2020年初，Maxim Integrated推出高集成度汽車(chē)顯示屏PMIC MAX16923，它在單一芯片中集成5大功能，有效降低了設計復雜度和方案尺寸，配合 MAX20069 TFT偏置電源和LED驅動(dòng)器，只用簡(jiǎn)潔的雙芯片架構，即可滿(mǎn)足12.3英寸及以下汽車(chē)顯示屏供電所需（如圖4）。
圖4 ，基于高集成度汽車(chē)顯示屏PMIC MAX16923的雙芯片車(chē)載顯示屏電源系統（圖源：Maxim） 從圖4中可以看到，MAX16923高集成電源管理功能包括： · 一個(gè)高壓2.1A降壓轉換器(5V或3.3V) · 一個(gè)高壓100mA低IQ LDO(3.3V) · 一個(gè)低壓1.6A降壓轉換器(3.3V、1.8V、1.2V或1.1V) · 一個(gè)低壓線(xiàn)性L(fǎng)DO(3.3V、1.8V、1.5V或1.0V) · 看門(mén)狗定時(shí)器 采用這樣的方案，將系統方案的芯片數量從5片減少為1片，尺寸縮小50%，可以有效降低設計復雜度，縮小方案尺寸，優(yōu)化BOM成本。要知道這里省下的空間和成本，也就意味著(zhù)汽車(chē)顯示系統更大的功能擴展空間、更優(yōu)的用戶(hù)體驗，由此帶來(lái)的附加值非常有意義 總之，多屏時(shí)代的汽車(chē)座艙新體驗，讓人充滿(mǎn)了期待，也會(huì )讓越來(lái)越多的用戶(hù)為之心動(dòng)。而作為開(kāi)發(fā)者，如果你嗅到了其中的商機，也是時(shí)候對屏幕背后的芯片“動(dòng)些手腳”，升級迭代，為未來(lái)的汽車(chē)多屏應用釋放更大的空間。 |
