“全液晶中控大屏，高清的顯示效果，讓各種操作變得前所未有的流暢和簡單;”

“語音交互，就可以接打電話、微信聊天，還能實現智能導航;”

“搭配高品質音響和氛圍燈，就可以擁有觀影和聽音樂的沉浸式體驗;”

“OTA智能升級，將手機上的軟件與車內系統無縫對接;”

“駕駛也更加安全了，可以監測駕駛員的駕駛狀態，也可以對緊急路況進行預警;”

一場智能座艙的變革，已經悄悄地走進了我們生活。

它是得力的出行助手，是充滿想象力的“第三空間”，更是我們與數字智能化時代的一個交互界面。

作為汽車與消費者的近距離高頻觸點，座艙的進化，則是汽車智能化由底層生長出來的最具體而微的體現，也是最具想象力和創造力的對未來生活的愿景。

基于來自 IHS Markit 的數據，2020年中國市場座艙智能配置水平的新車滲透率約為48.8%，到 2025 年預計可以超過75%，長期預測中國的智能網聯汽車市場將不斷增長，至2025年接近2000萬輛，均高于全球市場的裝配率水平，以期滿足中國日益增長的座艙智能配置需求。

從用戶購買決策的關鍵因素來看，根據 IHS Markit 最新的調研結果，座艙智能科技配置水平是僅次于安全配置的第二大類關鍵要素，其重要程度已超過動力、空間與價格等傳統購車關鍵要素，反映出座艙智能科技已成為用戶購車的重要考量。

今天我們就來探討一下支撐智能座艙的底層硬件，為想象力插上“翅膀”。

《2021汽車智能座艙白皮書》中提出，對于座艙來說，決定其功能和性能的關鍵是主 SoC 的算力， 衡量 CPU 算力的單位主要是 DMIPS，DMIPS 是 Dhrystone Million Instructions Per Second 的縮寫，每秒處理的百萬級的機器語言指令數。隨著智能座艙應用覆蓋越來越廣，它所需要的 CPU 算力也在不斷提升，現在普遍認為，DMIPS 在 20KDMIPS 以上的 SoC 才能算得上是智能座艙處理器，并且算力的需求還在不斷的上升。

圖: 智能座艙典型功能

下面我們以國產智能座艙芯片領行者——芯馳科技為例，詳細探索一下智能座艙的底層硬件架構究竟有哪些“智能”。

芯馳X9芯片 -- 高性能智能座艙

X9 系列處理器是芯馳科技專為新一代汽車電子座艙設計的車規級汽車芯片，集成了高性能 CPU、GPU、AI 加速器、視頻編解碼處理器等加速單元。一顆 X9 處理器，可以同時驅動儀表、中控、后視鏡、后排娛樂等多達10個高清顯示，并支持多屏共享和互動，滿足未來智能座艙各項功能需求。X9 處理器集成 PCIe、USB、CANFD、以太網等豐富的接口和總線協議，使 X9 系列處理器以較小造價與各類車載系統無縫銜接。

X9 系列處理器包含 X9E、X9M、X9H、X9HP 和 X9U 等多個產品，配置不同數目和性能的 CPU 和 CPU 內核，算力最高達到 100KDMIPS，完整覆蓋液晶儀表、中控導航、高端智能座艙等多種座艙應用場景。更讓人驚喜的是，為了幫助客戶節省開發成本，同時縮短開發周期，整個 X9 系列中做到了軟硬件兼容，客戶只要進行一次設計，就可以支持各個不同車型的應用。

MPS 公司與芯馳聯合開發 X9H 參考板，提供電源供電解決方案

X9H 是 X9 系列中的高性能型座艙芯片，采用6核 A55 外加數個 R5 核，CPU 算力高達 36K DMIPS，GPU 算力高達 140GFLOPS。

MPS 公司與芯馳聯合設計的 X9H 參考板，可實現多達4屏聯動的智能座艙方案。X9H 參考板的輸入端直接由12V電池供電，由于 SoC 的供電軌多是小于1V的電壓等級，考慮整個系統的轉換效率和電池的冷啟動、拋負載的電池電壓波動， MPS 公司為其推薦兩級的供電方案。

1、一級供電方案

一級電路將12V轉到5V, 是由一顆最大輸入電壓45V, 最大輸出電流6A，支持并聯的MPS 公司車規級 Buck 芯片 MPQ4436-AEC1 來完成的。

圖：MPS 公司一級電源方案 MPQ4436-AEC1

其封裝大小為 4mm x 4mm, 超小的封裝尺寸節省了客戶的布板面積;

超高的轉換效率以應對汽車艙內復雜的散熱環境;

超強的動態性能為后級電路的穩定輸出提供堅實后盾;

支持多顆并聯的可拓展性增加了客戶設計的靈活性和平臺的傳承性;

內部也集成了豐富的保護功能，包括打嗝模式的過流保護、輸入欠壓保護等為整個系統和后級電路的可靠性增加了一份強有力的保證;

還有具有展頻功能的版本 MPQ4436A，展頻功能可降低系統的 EMI 干擾，降低客戶整板的 EMI 設計難度，客戶可以根據需求靈活選擇。

2、二級供電方案

為了滿足 X9 E/M/H 三個平臺可以實現 Pin-to-Pin 靈活兼容，二級方案當然也需要靈活的 “組合拳”來配合，這就輪到我們 MPS 公司的 MPQ217x 系列產品出場了。

MPQ217x系列提供了 MPQ2177/MPQ2178/MPQ2179 三種型號，分別對應 1A/2A/3A 的輸出能力，并可以做到 Pin-to-Pin 兼容，這就為不同平臺的硬件布局統一提供了有力支持。

以 X9H 為例，二級電路根據 SoC 不同供電軌的電流需求，分別由輸出電流 3A 的 MPQ2179-AEC1 和輸出電流 6A 的 MPQ2167A-AEC1 靈活組合來實現。

圖: 二級電源方案系統架構

MPQ2179 和 MPQ2167A 是專門針對 5V 應用如信息娛樂系統、ADAS、攝像頭和智能座艙等設計的，這些應用均要求快速瞬態響應、超低噪聲、高精度輸出以及良好的散熱性能。

MPQ2179 和 MPQ2167A 均采用MPS 公司最新的 BCD 低電阻工藝，再結合先進的倒裝芯片封裝工藝，可以實現較高的系統效率。

MPQ2179 的工作頻率為2.4MHz，較高的開關頻率不僅能夠縮小電感的體積，還能夠避開 AM 無線電頻段，減小對汽車無線電頻段的干擾。

MPQ2167A 封裝大小為 3mm x 3mm，其工作頻率可由外部電阻決定，最大工作頻率為2. 2MHz。MPQ2167A 也集成了豐富的保護功能，包含 Cycle by Cycle 過流保護，輸出短路保護，輸入欠壓保護和輸出過壓保護。

3、背光驅動方案

X9H 最多可以支持4路全高清顯示，屏幕點亮和調光必然少不了背光驅動芯片，下面我們來了解一下 MPS 公司的背光芯片 MPQ3364-AEC1:

圖：MPQ3364-AEC1 典型應用框圖

MPQ3364-AEC1 為車規級 Boost 型4通道的背光驅動芯片，最大工作頻率為2.2MHz，每通道最大驅動電流為150mA，最大輸出電壓可支持到50V;

支持 I2C 總線，且芯片本身支持3個 I2C 地址，同一條 I2C 總線可以支持掛3顆芯片，方便使用時對多顆芯片進行配置;

調光方式有三種：PWM 調光、模擬調光以及 PWM 和模擬混合調光，可以通過外部引腳對調光方式進行選擇，PWM 調光比可達 15000:1，模擬調光的調光比為 200:1, 精細的調光比使得屏幕的亮度變化更加細膩;

支持逐周期電流保護、LED 開路和短路保護、電感短路保護、輸出過壓保護以及過溫保護，豐富的內部保護功能，為背光驅動系統提供安全可靠的保障。

未來隨著座艙 SOC 工藝趨于先進，算力增強、主頻提高，對電源芯片的選型和設計也會提出更多挑戰，例如：考慮到整板發熱越來越大，希望電源轉換效率更高;單 Phase 或多 Phase 的輸出電流等級更高;動態響應速度更快;同時也需要進一步提升功能安全等級。MPS 公司依靠自身積累，持續在車載電源領域深耕，未來也將發力創新，不斷推出更有競爭力的產品，陪伴客戶一同成長，未來可期!

審核編輯：湯梓紅