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智能座舱数据存储技术浅析

2022-12-09 汽车电子与软件 阅读:
最近几年智能座舱发展越来越快,整个智能座舱已经是整个主机厂的“内卷之王”的必争场地,它可以满足用户的多重需求,用户对于车辆希望越来越像手机那样智能化,除了驾驶的舒适性外,更多的个性化设置,人机交互,都能让用户体验到这个车的情感需求。

I 智能座舱的存储越来越重要,容量越大越大Pyqednc

我们都知道,中国新能源汽车逐步在迈向正轨,越来越多的用户选择具有更多智能化的新能源汽车,从最近5-10年的发展趋势来看,汽车已经从机械定义汽车到电子定义汽车,到最近的几年火的发紫的软件定义汽车。Pyqednc

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汽车硬件通用化之后,汽车软件的研发环境也变得更加容易,包括操作系统搭建、应用生态构建在内的软件应用场景,就有了施展的空间。如同PC和智能手机一样,汽车的异化主要体现软件上,即软件定义汽车,中国新能源汽车往智能汽车方向进化后,正在复制当年智能手机在中国制造业快速复制的道路。Pyqednc

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最近几年智能座舱发展越来越快,整个智能座舱已经是整个主机厂的“内卷之王”的必争场地,它可以满足用户的多重需求,用户对于车辆希望越来越像手机那样智能化,除了驾驶的舒适性外,更多的个性化设置,人机交互,都能让用户体验到这个车的情感需求。Pyqednc

而且现在主机厂竞争愈发同质化,需要形成产品差异化,而智能座舱恰好是一个突破口,互联网企业在移动终端市场饱和的情况下,英雄所见略同的认为汽车将是 继PC、手机、平板电脑之后的另外一个智能终端载体,而智能座舱就是这个载体最重要的承载物。Pyqednc

我们来回顾一下,手机存储容量的趋势变化。Pyqednc

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在智能机兴起之前,基本上就是诺基亚的功能机的天下,比如我们看看2009年诺基亚的神机5230,存储容量就是256MB,这个容量没有办法存储一部现在的高清视频,当时还是塞班系统,基本上没有应用APP的功能,就一些简单的听歌、打电话、简单游戏等功能。Pyqednc

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后面逐步发展到了2010年左右的智能手机,最开始出来的时候,苹果4的手机存储是16GB-32GB,那个时候可以进行一些简单的视频通讯,简单的游戏,没有办法本地存储高清地图,都是在线缓冲。Pyqednc

想想现在谁买一个新手机还不得64G容量以上,如果你是32G的iPhone7 每天删图片和缓存都累死了,随便一个APP应用就几百MB了,微信聊天记录就占用10个G存储。Pyqednc

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到最近发布的手机,手机存储没有一个 256G都不好说自己是最新款的手机,因为手机存储的照片越来越高清,视频存储内容也大,而且绝大部分人的手机的APP数量已经超过100个了,所以手机存储容量会越大越大。Pyqednc

再来看看汽车智能座舱的发展历程(及存储要求):Pyqednc

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1)上世纪 90 年代,机械化阶段:包括机械式仪表盘及车载收音机、对讲机等设备,密集的 物理按键操作,仅提供车速、发动机转速、水温、油量等基本信息。Pyqednc

此时的存储还是以NOR FLASH为主,类似于手机的诺基亚时代,只需要存储简单的行驶里程,收音设置等信息,存储需求都不会大于100MB。Pyqednc

2)2000-2015 年,电子化阶段:电子技术进入座舱,座舱内配备小尺寸中控液晶显示屏、 车载导航、蓝牙、媒体播放设备等较为简易的电子设备。Pyqednc

这个时候的存储需求逐步变大了,有操作系统了,需要存储空间来放置操作系统,同时有一些地图数据需要内置在存储里面,而不是像以前通过TF卡来更新地图,因为可以联网实时更新地图了。Pyqednc

特斯拉在这个阶段甚至把网页浏览器也放到了中央显示屏里。这个时候车里面人机交互不多,而且没有那么多APP应用上车,所以此时的存储容量基本上是16GB左右。Pyqednc

3)2015 年起,智能化时代迎面而来:座舱智能化的开启以大尺寸中控屏的出现为标志,消费电子技术进入汽车领域,液晶仪表、中控屏、抬头显示系统、视觉感知、语音交互等通过 域控制器实现集成并装配在座舱内,能根据驾驶员、乘客的偏好、习惯和需求,提供更加舒适、智能的驾乘体验。Pyqednc

此时就来到了类似手机智能化“堆料”时代,产业界一般形容智能汽车就是带四个轮子的智能手机,其主要的原因就是,汽车硬件标准化之后,会出现类似当年苹果iPhone智能手机引领产业链风向一样,硬件结构设计基本固定成前后盖夹住主板电池的直板设计后,能够显示产品差异化的,只有系统软件、电子元器件配置、以及新材料材质应用等方面,智能手机的差异化被行业统称为“堆料”行为。Pyqednc

我们先来看看常见液晶仪表对于eMMC容量的要求的诉求,下图是使用一个i.MX6DL平台的12.3寸全液晶仪表的项目,此时可以看到这个项目对于eMMC的容量诉求比较小,只需要533MB,最大的资源就是UI图片资源,因为好多汽车都需要有多套UI界面的需求,比如在汽车切换为运动模式的时候,此时的UI界面就比较炫丽,而切换到经济模式,此时就比较平和的UI,这样更能给用户更好的体验,所以仪表的存储大小主要是图片UI资源占用比较大。Pyqednc

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上图可以看到eMMC容量需求是533MB,实际4G eMMC都绰绰有余了,为什么很多主机厂都选用8G 的eMMC,主要是现在小容量4G的eMMC基本上快淘汰了,只剩下镁光和闪迪有车规级的小容量eMMC芯片,而且价格也同8G eMMC相同,交期还没有8G eMMC好,有93%的设计余量,容量浪费就浪费呗,反正价格和交期在那里。Pyqednc

我们在来看看中控导航主机对于eMMC的容量需求,在比较传统的不带在线地图的导航主机,可以使用8G eMMC就够了,主要是离线地图占用的最大空间。Pyqednc

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从数据来看最大的部分是离线地图,如果是高清地图数据这部分接近10个G,如果安装一些应用,比如喜马拉雅、蜻蜓FM等等,这部分还需要预留给客户下载数据的空间,否则用户按照了这个应用也无法本地下载缓存,只能在线收听,这个是很不好的体验,所以正常情况下的中控导航主机的eMMC的容量普遍是32G。Pyqednc

逐步开始内卷“域控制器”Pyqednc

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原来的座舱里面的控制器基本上是分开的,导航主机是一家,液晶仪表是一家,同时还有一个AVM全景一家,还有TBOX等,这里线束连接就非常复杂,而且不同供应商直接的协调调试也非常复杂。Pyqednc

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上图是IMX6 的多芯片方案,液晶仪表、中控导航、后排娱乐都使用了IMX6最小系统,这样上图黄色框里面的内容就资源重复了,但是如果只用一颗IMX6又不能带动三个显示屏,所以利用率不高。Pyqednc

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而且现在使用域控制器变更走线简单,而且可以集中资源进行开发,一个域控制可以替代很多不同的设备。Pyqednc

而这个过程中,最内卷的莫过于域控制器,这个时候的智能座舱的“堆料”更多的是域控制器的开始大批量使用,一芯拖多屏,一个主芯片带动不同的设备,现在最火的高通8155,可以带动中控导航、液晶仪表、HUD、行车记录仪、TBOX、后排头枕显示等等。这个时候的存储容量需求就会变得尤为重要,需要把满足原来各个部件存储容量的需求,而且还加入了很多人机交互的需求,对于容量需求变的更大。Pyqednc

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上图是理想L9的智能座舱,官方宣传的是:理想L9标配两颗高通骁龙8155芯片,同时具备24GB内存和256GB高速存储能力,共同组成强劲的计算平台。Pyqednc

极氪001搭载的基于8155计算平台升级而来的新一代极氪智能座舱,采用7纳米制程8核CPU、16G内存和128G存储空间。Pyqednc

小鹏P7搭载的是高通晓龙820A,上一代的域控制器芯片,存储是8+128GB的存储容量,这个容量主要是为了让用户可以搭载更多的APP,而且支持小程序扩展,实用性和娱乐性都很强。Pyqednc

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汽车装置了完善的视觉传感器配置,包括各种RGB图像数据、环视光线追踪数据、景深深度信息数据等,具有天然的ARVRMR影像生成与制作优势,一旦其视觉处理能力开发出来,配合智能汽车的高清显示屏幕装置和AR-HUD虚拟显示装置,最可玩的智能终端。不管是端还是云,海量的存储空间都是必需的。Pyqednc

可以看到这个阶段的存储容量需求是从64G-512G发展,随着人机交互,存储的高清视频内容要求,以及域控制融合的功能大小不同,存储的容量是逐步增大的。Pyqednc

总结:Pyqednc

其实所有的信息数据化智能产品都跟生物界的智力程度一样,决定智能水平的最基本指标就是脑容量大小。以此类比,对于智能产品来讲,其智能化的水平也是和芯片的算力大小息息相关。Pyqednc

在这波智能座舱的浪潮中,存储芯片的容量大小至关重要,最初都是依赖于存储空间的突破。只有产品的存储空间足够的情况下,才能装载更大的系统软件和应用软件,并存储更多的数据用于生产与服务。Pyqednc

II 智能座舱的存储芯片的要求 Pyqednc

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