-控制和仪表盘的数字化和大屏幕化给汽车用户和开发者带来了什么变化

对于埃隆马斯克(Elon)在特斯拉的中央控制区植入大屏幕,消费者持完全不同的两种态度。被认可的人认为这才是酷,正是高科技汽车该有的样子。不同意的人认为,这个竖起来的大屏幕太突然了,破坏了汽车内部的沉甸甸气氛。

直到今天,这种争论还在继续。但是,如果我们把目光转向汽车市场,很容易发现汽车的大屏幕比重越来越高。尤其是智能化的新能源汽车。CINNO Research统计显示,2021年第三季度中国市场新能源乘用车控制显示屏总销量中,12英寸以上的占48%,8英寸-10英寸的占20%。同期,中国传统燃油车的25%也配备了12英寸以上的中央控制屏幕。

仔细想想就知道,汽车数字化的功能更多。原来手掌大小的屏幕可以装,但操作过程复杂得多,技术感明显不足。回顾智能手机的发展,汽车选择大屏幕也是数字时代的大势所趋。

与此同时,大屏幕是汽车数字化的典型特征之一,不仅意味着安装的中央屏幕或仪表盘的尺寸,还意味着更好的交互性、更好的显示功能和更稳定的产品性能。今天,我们将谈谈数字化和大屏幕给汽车带来的变化和随之而来的挑战,并从贸易泽电子的相关零部件中选出几个,推荐给大家,帮助大家实现更好的汽车数字化方案。

汽车大屏幕是数码驾驶舱的表象

2010年前后,特斯拉开始讨论将大屏幕带入汽车驾驶舱,目前大屏幕已经发展成了两大流派:在车辆上,特斯拉和威来等品牌选择竖版的大屏幕控制后,与数字仪表板选择性搭配。鹏、威马、奔驰等品牌被用于穿透屏幕,仪表盘和中央控制融为一体。屏幕外观不同,但两者都在推进汽车数字化和智能化。

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图1:车辆大屏幕

(图源:威来汽车官网)

大屏幕和汽车数字化相辅相成,带动了相关产业的发展。据Omdia统计,2020年全球汽车显示屏出货量达到1.27亿台,其中大部分是中央控制显示屏,出货量为7380万台。电子仪表盘位居第二,出货4680万张。据Omdia预测,到2030年,车辆显示屏出货量将达到2.38亿台。

基于大屏幕,实现汽车数字化的好处是显而易见的。第一,随着信息收集效率的提高,汽车功能的丰富,传统的操纵杆/按钮拨号/单色液晶屏不再能很好地支持所有功能。数字大屏幕支持信息传递中更直接、多任务执行和系统扁平化,减少了驾驶员的视线移动。

第二,数字大屏幕提高了汽车智能化的上限。不仅可以作为自动驾驶、汽车互连等功能的窗口,还可以添加手势控制、眼球捕捉、系统风格定制等更人性化的交互功能,为司机提供更好的体验。

此外,数字大屏幕为汽车功能部署腾出了更多的物理空间。

为了未来,数字屏幕对未来的汽车创新具有重要意义。从认识的角度来看,这种实现方式使汽车更加技术化。从用户体验来看,数字大屏幕不仅能更好地满足普通消费者的娱乐需求,而且还是商务人士的“移动办公室”。从人车交互来看,数字大屏幕是使汽车更好地实现信息场景化、交互自然化、视觉安全的主要人车交互入口。

当然,要想在汽车产业实现数字大屏幕的巨大潜力,只有一个或几个屏幕是不够的,需要强大智能的控制系统。作为系统的核心,主芯片必须具备支持各种程序和功能运行的强大功能,同时对战车信息的控制也要做好,成为车辆信息的集合点,通过各种类型的汽车总线与ECU或域控制器实时通信,提供信息娱乐、车辆控制、信息安全等功能。

另外,包括屏幕在内的整个中央控制系统安装在汽车复杂的电子环境中,因此必须满足汽车可靠性的高要求。与智能手机或平板电脑的使用场景相比,有车载设备的环境更加复杂和恶劣,不仅是温度、灰尘、振动等干扰,电子辐射也是一个大问题。在这样严峻的考验下,黑屏、死机等问题也是不允许的,设备损坏的更换成本也很高,对消费者对品牌的忠诚度和信任度有很大影响。在这一点上,高可靠性驱动芯片是必不可少的,可以保证汽车屏幕更好地工作。另外,汽车联网相关部件和传感器等也必须满足这些高要求。

因此,实际车辆用大屏幕只是表象,背后是传统汽车驾驶舱演变为数字驾驶舱的大趋势。对于开发者来说,汽车大屏幕不仅仅是对屏幕大小的巨大改变,还需要性能更高的硬件和软件系统来实现稳定可靠的数字功能。开发者需要重新构思系统设计,将人工智能、机器学习等尖端科学技术引入汽车领域。

接下来,我们从贸易宅基地电子丰富的零部件产品中选择几个,向大家推荐。这些零部件不仅可以帮助很多工程师朋友实现汽车大屏幕的高性能,还可以应对汽车内复杂而苛刻的应用环境。

简单的系统多功能一体MPU实施

在实现数字大屏幕的过程中,主控芯片是系统的灵魂。基于出色的MPU,设计师可以更好地实现全屏设计或1芯多屏设计,支持更智能的算法,提高交互能力。此外,强大的MPU包含多种外设接口,可以实现车辆通信和多功能融合。今天我们要推荐的第一个部件就是这么强大的MPU。来自制造商NXP Semiconductors。贸易泽电子的制造商号码是MIMX8QM6AVUFFAB。通过搜索这个号码可以快速找到这个零件。

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图2: nxp i.mx8处理器

(图片来源:NXP)

I.MX 8系列应用处理器有多个系列,它们提供基于Cortex-A72 Cortex-A53、Cortex-A35、Cortex-M4和Cortex M7组合的解决方案,并且互相兼容,这是众所周知的

今天介绍的MIMX8QM6AVUFFAB是i.mx8四核max系列的一部分,该系列有8个内核(2个Arm Cortex -A72、4个Arm Cortex -A53和2个armcortex-m4f)。

通过丰富的内核配置,i.MX 8QuadMax系列应用处理器可帮助开发人员顺利地将娱乐系统迁移到汽车上,并不断改进系统,包括基于视觉的高级HMI系统,包括提供自定义选项、视觉支持、视觉跟踪、对象检测等。

在方案设计中,i.MX 8QuadMax系列应用处理器为数字汽车驾驶舱提供了前所未有的冗余,可以支持独立的一体化控制大屏幕设计、平视显示、数字仪表、控制等多种方案。凭借出色的图形能力,实现身临其境的驾驶舱体验。

I.MX 8QuadMax系列应用处理器丰富的硬件配置结合了车辆信息娱乐和辅助驾驶功能,可通过多摄像头输入、数字拼接和VX视觉扩展,为驾驶员拓展360的视野。此外,设备内部有16个独立的运行时可编程硬件防火墙域,无需虚拟机管理程序即可运行多个操作系统,使重要的显示信息能够可靠地运行。此外,该系列应用程序处理器符合SAFEASSURE ASIL-B标准,具备所有显示器的故障转移功能,必须确保重要信息正常可靠地显示。

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图3: i.mx 8四元max系列应用程序处理器系统方块图

(图片来源:NXP)

此外,i.mx 8四元max系列应用处理器集成了加密启动、椭圆曲线加密、安全密钥存储等高级安全技术和标准,并支持AES、SHE和其他汽车安全标准,提供了系统操作、网络连接和OTA升级所需的安全性。此外,该处理器系列还利用FDSOI提高系统可靠性,改善平均错误间隔(MTBF),降低软错误率。

更精确的汽车监控电路

这篇文章已经被多次提及,但我们要再次强调汽车功能装置的特殊性。也就是说,对稳定性有非常严格的要求,除了主芯片本身的稳定性机制外,周围的辅助电路也起着重要的作用。

众所周知,屏幕、控制芯片等都是对电压要求较高的精密部件,高性能调节器可以更精确地自动调节系统电压,将波动大或达不到部件要求的电源电压调整到设置范围,使部件能够安全可靠地工作。(约翰f .肯尼迪,Northern Exposure,)下面推荐贸易泽电子销售的超低静态电流调节器。来自制造商Nisshinbo的1.2V电压输出版本贸易泽电子的制造商号码是R5112S121B-E2-KE。

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图4: r5112系列电压调节器

(图源:尼信保)

R5112系列电压调节器有200毫安输出电流和42伏输入电压,输出电压可以在1 . 8伏、2 . 5伏、2 . 8伏、3 . 0伏、3 . 3伏、3 . 4伏或5 . 0伏之间随机选择并在内部固定。输出电压准确度和电压检测仪的阈值检测器准确度均为0.6%。除基本电压调节器外,R5112系列还包括一个输出短路保护电路、一个过电流保护电路和一个热切断电路。

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图5: r5112系列电压调节器系统框图(1)

(图源:尼信保)

18.png图6: r5112系列电压调节器系统方块图(2)

(图源:尼信保)

下面的图7是R5112系列电压调节器的典型应用电路,VOUT引脚和GND之间连接了肖特基二极管(D1)。在实际应用中,设备可能面临短路电流冲击,在VOUT引脚和GND之间包含输出容量(C2)和短路电感的电路可能对负载设备造成损害,肖特基二极管(D1)的存在将防止这种潜在危险。

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图7: R5112系列电压调节器的典型应用电路

(图源:尼信保)

还要告诉你,R5112系列电压调节器是Nisshinbo汽车监控电路组合的一部分。除了电压检测相关产品外,该产品组合还包含监视计时器,当设备因系统噪音、错误等原因进入关闭状态时,监视计时器可以生成重置信号或请求中断服务。能够在不影响整个系统过程的情况下自动重新启动系统。对于数字汽车来说,看门狗计时器这一功能特性非常重要和必要。

另一方面,Nisshinbo汽车监控电路组合具有手动复位针、SENSE针、电源复位、超压和低压检测等附加功能,可以提高系统功能安全性。

使汽车联网更加稳定的汽车开关

在实现数字大屏幕的过程中,汽车联网作为基本技术,提高汽车信息共享和协作能力,进一步提高车内用户的使用体验。为了在恶劣环境下提供可靠的联网功能,汽车电子委员会(AEC)Q100专门为交换机和PA等活动组件制定了测试标准。这些严格的测试可以为汽车提供更可靠的网络传输。

当然,高性能的汽车RF交换机不仅可以使网络传输更加可靠,还可以增加汽车联网的设计冗余,使汽车网络更加多样化。下面我们推荐的零部件也来自制造商Nisshinbo,是可用于WI-FI、蓝牙和UWB应用的汽车单极双抛开关,贸易泽电子的制造商编号为NJG1801BKGC-A-TE3。

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图8: njg1801bkgc-a汽车级SPDT交换机

(图源:尼信保)

NJG1801BKGC-A的第一个突出产品优点是通过了AEC-Q100第1级标准测试,工作温度为-40 ~ 125,为车载RF应用程序提供了稳定可靠的产品性能。该产品具有超高速宽带属性,在Sub-5GHz和2.4GHz之间具有低插入损耗(0.35至0.6dB)、高隔离(18至28dB)以及ESON6-GC封装符合自动光学检测(WiFi)标准。

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图9: njg1801bkgc-a功耗-温度特性

(图源:尼信保)

总的来说,稳定可靠的NJG1801BKGC-A能够应对汽车恶劣的应用环境,通过高隔离功能减少路径传输的干扰,为高性能车辆联网提供能源。

在更严格的条件下实现数字化

以大屏幕为表征的汽车数字化实现了多种车辆智能应用,包括智能座舱、智能后视镜等,实现这一点的前提是为了满足汽车苛刻的零部件测试标准,需要更加稳定可靠的性能表现。大屏幕和数字化对用户来说意味着更舒适、更方便的乘车体验,对开发者来说是人工智能、车联网等先进技术和汽车的有机结合,贸易宅电子销售的车规级零部件是连接它们的桥梁,有助于在更严酷的条件下实现汽车数字化。

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