極高的議價(jià)能力，讓車(chē)廠(chǎng)對汽車(chē)電子方向的創(chuàng )新情有獨鐘，也就不難解釋為什么汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對半導體芯片的需求成長(cháng)率，要遠遠高于其他應用領(lǐng)域。根據市場(chǎng)研究機構IC Insights估計，在2014至2019年間，來(lái)自汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的芯片需求每年平均成長(cháng)6.7%，比整體芯片產(chǎn)業(yè)在同期間的平均年成長(cháng)速度4.3%高出2%以上。
與此同時(shí)，計算機與消費性電子等傳統芯片應用主流的領(lǐng)域成長(cháng)乏力，半導體廠(chǎng)商紛紛在汽車(chē)電子領(lǐng)域加大投入，而亞太區更是超越歐洲成為最大的車(chē)用芯片市場(chǎng)。
過(guò)去5年內，汽車(chē)電子部門(mén)成為了ADI成長(cháng)最為迅速的戰略市場(chǎng)之一，占公司整體營(yíng)收的比例從10%上升至18%。日前《電子工程專(zhuān)輯》采訪(fǎng)了ADI公司汽車(chē)電子事業(yè)部座艙電子業(yè)務(wù)總經(jīng)理Vlad Bulavsky，了解了ADI在汽車(chē)座艙電子上的最新技術(shù)，并就汽車(chē)電子前沿技術(shù)如智能汽車(chē)、自動(dòng)駕駛和車(chē)聯(lián)網(wǎng)等進(jìn)行了問(wèn)答。
目前ADI的汽車(chē)電子分為安全、車(chē)艙和動(dòng)力總成三個(gè)事業(yè)部，作為與消費者連接最緊密的座艙部分，是最容易被消費電子推動(dòng)而快速創(chuàng )新的，比如自動(dòng)駕駛、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等很大一部分用戶(hù)界面需要在座艙環(huán)境內呈現。Vlad表示“在這樣一個(gè)特定環(huán)境內，我們如同一個(gè)像吸鐵石，不斷吸收所有相關(guān)的科技或者是最新技術(shù)，用于我們的座艙電子產(chǎn)品創(chuàng )新?！?/p>
以前，汽車(chē)電子方面的創(chuàng )新基本上都由汽車(chē)OEM廠(chǎng)商的零件部門(mén)主導，他們會(huì )自己選擇基礎產(chǎn)品和零部件。而現在基于整體系統的創(chuàng )新難度加大，越來(lái)越多車(chē)廠(chǎng)開(kāi)始和半導體廠(chǎng)商緊密合作，甚至要求一級、二級供應商做系統級方案，包括板級設計、軟件、解決方案等等。
5-7年后，車(chē)廠(chǎng)會(huì )青睞什么樣的汽車(chē)電子技術(shù)？
對ADI或所有半導體廠(chǎng)商而言，汽車(chē)芯片開(kāi)發(fā)周期很長(cháng)，所以他們會(huì )更關(guān)注5-7年以后汽車(chē)OEM會(huì )采用和引進(jìn)什么樣新的技術(shù)，作為未來(lái)投資和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)比較重要的一個(gè)參考。這對半導體廠(chǎng)商提早開(kāi)發(fā)新技術(shù)，并及時(shí)轉化為成熟的車(chē)規級產(chǎn)品非常重要，尤其在座艙電子領(lǐng)域。
那么ADI短期、中期和長(cháng)期分別看好汽車(chē)電子哪一塊領(lǐng)域呢？
Vlad表示可以按短期、中期和長(cháng)期三個(gè)時(shí)間段來(lái)劃分：
1、 短期來(lái)講，ADI會(huì )繼續發(fā)揮音視頻傳輸轉換和處理上的優(yōu)勢，包括移動(dòng)設備接入等；
2、 中期，隨著(zhù)攝像頭數量增多，像素變高，新型車(chē)內音視頻傳輸總線(xiàn)會(huì )有一波爆發(fā)和增長(cháng)。另外很多車(chē)廠(chǎng)都在做車(chē)輛減重提高能效，會(huì )造成車(chē)輛隔音變差，ADI正在研發(fā)這類(lèi)艙內音效補償技術(shù)。此外ADI也在關(guān)注一些先進(jìn)的人機界面，比如自動(dòng)判斷駕駛員當前駕駛狀態(tài)，自動(dòng)切換自動(dòng)駕駛模式等；
3、 再看長(cháng)期的，包括車(chē)聯(lián)網(wǎng)、先進(jìn)語(yǔ)音手勢識別和傳感器艙內應用都是關(guān)注重點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，司機在開(kāi)車(chē)時(shí)心臟病發(fā)，語(yǔ)音識別可以自動(dòng)偵測到并切換到自動(dòng)駕駛總到就近醫院，并請求道路救援等。
分布式系統強過(guò)依靠獨立的SoC處理器
原來(lái)很多廠(chǎng)商做車(chē)機時(shí)，會(huì )把所有的功能集中在一起，比如音頻、視頻、天線(xiàn)等。而現在隨著(zhù)不同部分的功能不斷強大，獨立功能模塊更受歡迎，比如獨立的智能天線(xiàn)，獨立的功放，獨立的降噪盒子，甚至有廠(chǎng)商希望把視頻、音頻相關(guān)的東西也分別做成獨立的，然后組成分布式系統?！斑@樣做其實(shí)帶來(lái)很多挑戰，”Vlad對電子工程專(zhuān)輯記者說(shuō)到，“分布式系統需要很多連接，怎樣有效地把多條通路串在一起，而且保證傳輸的有效和實(shí)時(shí)性很重要?！?/p>
關(guān)于采用分布式系統還是單一系統這一點(diǎn)，業(yè)界也有不同的聲音，有些車(chē)廠(chǎng)和半導體廠(chǎng)商傾向采用一顆SoC處理器解決所有問(wèn)題，而Vlad認為這樣做最大的弊端是單一ARM處理器響應的不及時(shí)。
舉例來(lái)說(shuō)，北美現在強制要裝后視攝象頭，硬性要求是如果倒車(chē)時(shí)，探測到后方小孩有危險，報警聲一定要在0.5秒之內發(fā)出來(lái)，這種程度的信息傳輸對于傳統車(chē)機而言，僅用一個(gè)ARM處理器搭配安卓系統來(lái)實(shí)現，不管它多強大，都很難實(shí)現這樣的實(shí)時(shí)性要求。而如果在車(chē)身各處采用的獨立、專(zhuān)用的音頻DSP或處理器，不單可在0.5s內發(fā)出警報，結合ADI的新型總線(xiàn)A2B技術(shù)，響應時(shí)間甚至可以縮短到50ms。
圖：ADI車(chē)艙電子連接方案和處理器產(chǎn)品圖
Vlad還舉了一個(gè)例子，主動(dòng)降噪是現在比較熱的一個(gè)話(huà)題，更加要求音頻處理和傳輸的實(shí)時(shí)性。這個(gè)技術(shù)需要探測艙內的現有噪音，經(jīng)過(guò)采集處理然后再回放出一個(gè)這樣的噪音來(lái)去消除噪音，這樣的回路一般需要幾個(gè)采樣點(diǎn)，時(shí)間控制在幾十到幾百微秒之內，必須要有非?？焖俚膶?shí)時(shí)音頻傳輸機制，以及非常有效的快速的處理器來(lái)處理這樣的信號，否則只會(huì )讓座艙內的噪音變得更大了，所以ADI并沒(méi)有用通用的處理器來(lái)做這個(gè)事情。
圖：ADI音頻處理器按照入門(mén)級、中低端和中高端分類(lèi)
可以看到上圖中，ADI的中高端系列中會(huì )采用多核處理器，其中今年剛發(fā)布的Griffin系列可以替代原來(lái)的SHARC去執行很多高難度任務(wù)，它有更豐富的接口，可做高端音頻，獨立功放。用戶(hù)還可以根據實(shí)際情況，選擇是否需要ARM Cortex-A5核心的SoC版本。
芯片外的生態(tài)系統，開(kāi)發(fā)工具很重要。針對ADSP-SCXX系列，ADI提供了大量的支持，包括IDE、操作系統和全圖形界面，給客戶(hù)模塊化的開(kāi)發(fā)環(huán)境，無(wú)需從頭做底層開(kāi)發(fā)，轉成目標代碼就可以用。
一條好的車(chē)艙總線(xiàn)不單要快，要寬，還要省
關(guān)于去年年底時(shí)ADI發(fā)布的汽車(chē)音頻傳輸總線(xiàn)A2B，它是由I2C和I2S通過(guò)LVDS演化而來(lái)，其優(yōu)勢在于把車(chē)機內的近距離傳輸變?yōu)檫h距離傳輸，通過(guò)一條總線(xiàn)把車(chē)內多個(gè)節點(diǎn)連接，具有非常高的實(shí)時(shí)性。與其他車(chē)內總線(xiàn)比較，A2B精簡(jiǎn)的組建架構讓其成本相當低廉，但功能一點(diǎn)沒(méi)減弱，可以實(shí)現21個(gè)通道的高清音頻傳輸。
有人擔心前裝市場(chǎng)使用A2B總線(xiàn)，會(huì )導致后裝廠(chǎng)商產(chǎn)品不兼容，Vlad表示目前已經(jīng)有本土Tier-1客戶(hù)，甚至后裝廠(chǎng)商開(kāi)始用A2B進(jìn)行產(chǎn)品設計。例如中國產(chǎn)的凱迪拉克、雅閣高配版里面的DSP硬件很多是ADI提供的。
ADI認為車(chē)載視頻在向高清化的趨勢發(fā)展，座艙內的屏尺寸會(huì )變大，像素會(huì )變高，從標清，到高清、全高清、2K，在2020年甚至會(huì )到4K，這樣的背景下，異地傳輸要求的處理帶寬會(huì )超過(guò)14G，這些都是對芯片廠(chǎng)以及客戶(hù)很大挑戰。
這樣的高清需求同時(shí)也驅動(dòng)著(zhù)市場(chǎng)，不僅高端車(chē)廠(chǎng)在提供這樣的服務(wù)，中國本土車(chē)廠(chǎng)也在躍躍欲試。原先只需車(chē)機上的一塊屏，現在分化成了抬頭顯示器（HUD）、液晶儀表盤(pán)、信息大屏以及后座上的多媒體顯示屏，車(chē)內的屏幕數量增多了，連接數量會(huì )變多；而且都會(huì )要求高清，帶寬會(huì )變大。
如何在現有的車(chē)艙總線(xiàn)上實(shí)現這些提升？在版權敏感的國家，如何對視頻內容提供HDCP保護？Vlad賣(mài)了個(gè)關(guān)子，表示ADI有一些針對這些痛點(diǎn)的新產(chǎn)品正在開(kāi)發(fā)中，等到時(shí)機成熟時(shí)會(huì )發(fā)布出來(lái)。
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