過去，汽車中的車載影音娛樂與導航系統(Infotainment system)、高級駕駛員輔助系統(ADAS)以及汽車儀表盤系統(Cluster system)之間相對較為獨立，其內部都有各自獨立的主控芯片(應用處理器)來推動，例如軟件操作系統、內存與外部存儲單元、電源系統等都是獨立的，系統之間的數據交互由系統之間相對傳統的總線(比如CAN和UART等)連接，高效的數據共享和協同處理往往成為瓶頸。車廠往往還會把高級駕駛員輔助系統與儀表盤系統歸屬到安全件的范疇之中，其系統設計的魯棒性要求會高于影音娛樂與導航系統。

而今隨著新技術的發展以及對于駕駛體驗滿意度的更高要求，這三大領域的應用正在融合，它們的有機組合便構成了“數字駕駛艙”的概念。數字駕駛艙會為汽車的座艙設計增添更加豐富的科技感，關鍵是能夠給駕駛員提供更便利、舒適的駕駛體驗，同時安全駕駛也將會更有保障，將會是未來車輛座艙設計的趨勢。

如何定義未來數字駕駛艙

在TI中國區嵌入式產品系統與應用總監蔣宏看來，未來3到5年內，數字駕駛艙將會實現影音娛樂與導航系統、輔助駕駛系統與儀表盤系統的融合。儀表盤系統將實現全數字化，同時抬頭顯示系統逐步普及。此外，未來數字駕駛艙也會有許多新的人機交互技術，例如增強現實(AR)、駕駛員姿勢與體征感知技術等。而隨著無人駕駛汽車的降臨，未來數字駕駛艙會進入一個更新的階段。

“這些趨勢會對汽車應用處理器提出新的要求與挑戰。例如處理器不僅要具備更強的運算能力、更強的圖形與音視頻信號處理能力以及更豐富的IO接口，同時還將需要對一些新的技術和應用提供支持。”蔣宏說。

多個應用之間極強的數據交互能力與協同處理能力就是其中之一。應用處理器芯片的異構(heterogeneous architecture)以及虛擬化技術(Hypervisor/Virtualization)的支持會是一個比較合理的路徑。異構和芯片硬件虛擬化技術不僅可以支撐多個應用之間極強的數據交互能力與協同處理能力， 還可以允許多個應用之間保持相對的獨立與完整性， 這正是汽車電子所需要的。

其次，多域(multi-domain)體系的支持。車輛由非常多的電控單元(ECU)組成，電控單元之間需要“信息高速公路”，應用處理器要在車輛內部搭建高速總線并控制它，就需要內嵌的高速數據交換器(switch)、萬兆級數據帶寬、并提供安全性保障。

隨著ADAS系統的融入以及未來實現無人駕駛的行業愿景，在處理器芯片內部增加新的核心模塊來強化對機器學習與神經網絡技術的支持也成為對新一代應用處理器的要求。另外，由于有更多系統和功能的承載，芯片設計的魯棒性要求也會相應提高，新一代的應用處理器要求可以支撐ASIL B和C級別以上的系統需求。

這就為新一代處理器設計帶來了極大的挑戰：增加了諸多新的功能后，性能將會發生突變。但是，系統功耗與成本卻又必須控制在合理的區間，不能也發生突變。因此，提高系統集成度，將成為分攤成本壓力的一種有效路徑。

作為當前唯一能同時提供虛擬儀表HMI工具CGI STUDIO、360度全景成像系統“OMNIVIEW”和芯片整體方案的企業，索喜科技(Socionext) IoT處理事業部技術支持副經理黃強表示，功能日益強大、智能的計算平臺，可集成各種儀表和安全功能，能為汽車的數字儀表盤和信息娛樂系統的交互創意提供無限可能，這也為汽車廠商提供了絕佳機遇。但智能駕駛艙成本短期內難以降低，而且智能駕駛艙的核心—汽車應用處理器，對車內高性能計算、5G網絡、云、數據處理分析、信息安全、高寬帶延時都有較高要求。同時，考慮到汽車行駛過程中面臨的環境可能非常惡劣，這將對以高度集成化SoC系統方案為代表的車內電子系統的穩定性帶來挑戰，導致智能駕駛艙短期內難以實現大規模滲透。但隨著無人駕駛的成熟，智能駕駛艙將有望得到大規模商用。

智能汽車的數字化駕駛體驗

在采訪中，蔣宏一再強調，數字駕駛艙并不是面向未來的概念，而是當前正在加速向我們走來。他分析稱，2017年，Infotainment與ADAS的融合處于正在進行時。最初的融合，會是將ADAS范疇里較低安全性要求的應用與Infotainment系統進行融合。TI將那些為駕駛員提供安全駕駛信息但是不直接介入車輛操控的ADAS應用稱為Informational ADAS(InfoADAS), Informational ADAS與infotainment系統的融合，目前國內就已經有了先例。

“互聯網汽車”上汽榮威RX5就是在Infotainment 應用處理器上同時實現360全景泊車這一典型InfoADAS應用的，而且同一顆應用處理器Jacinto 6 還驅動了混合式儀表盤中的7英寸WVGA 液晶屏。TI目前正在進行一些項目，例如在Jacinto6應用處理器上通過Type 1 hypervisor將功能性安全(functional safety)的一些應用也集成進來。

另一方面，ADAS系統也在做更多的功能集成。過去一顆處理器同時運行2-3個應用，比如車道偏離警示(LDW)、前方碰撞預警系統(FCW)就可以了。但目前需要同時支持5個以上的應用，還要做多種傳感器的融合(攝像頭+雷達)等等。此外，大數據、神經網絡和語意識別算法也都是目前發展的方向。

互聯網汽車的誕生無疑將帶動很多全新互聯網應用的發展。試想一下，未來的駕駛員可以通過專屬的個人ID登錄汽車或進行遠程控制，而汽車將根據記錄的數據自動為駕駛員調整合適的座機靠背、燈光和音樂，同時還能幫助駕駛員制定最為便捷的行車路線。此外，通過精準的語音識別和語音交互，駕駛員可以在專注駕駛時下達指令，例如完成在線預訂和支付等。互聯網汽車所具備的開放性將允許駕駛員自由添加類似于無人機、車載空氣凈化器以及攝像機等智能硬件產品，從而為全新的駕駛體驗帶來無限可能。

另一個“智能駕駛艙”平臺落地的消息來自英特爾、東軟集團和一汽紅旗。2016年10月，三方舉行新聞發布會，共同發布基于英特爾凌動車載處理器(代號Apollo Lake)的“智能駕駛艙平臺”，能夠支持虛擬化，并無縫支持車載信息娛樂系統、數字儀表以及車載導航儀等多個高清屏幕的使用和互動。

由于“智能駕駛艙”旨在將中控、虛擬液晶儀表、抬頭顯示HUD、信息娛樂系統IVI、行車記錄儀、360全景、高清后視、ADAS等一切硬件虛擬化和圖像化，重新定義汽車人機交互概念，提升汽車智能化和信息化的體驗，所以，它不但覆蓋了芯片、屏幕等硬件，操作系統也是其中重要的一環。2016年12月，操作系統與智能設備平臺技術提供商中科創達斥資6400萬歐元收購了芬蘭汽車用戶界面軟件提供商Rightware，并在CES 2017上展示了自己的智能駕駛艙解決方案。該方案包括了IVI信息娛樂系統、數字儀表盤以及信息化高級駕駛員輔助系統，應用于高通S820A和瑞薩R-CarH3平臺上。其中的數字儀表盤由Rightware Kanzi作為引擎，可以快速將數字儀表盤整合在IVI信息娛樂系統中。同時，通過Opensynergy Hypervisor操作系統虛擬化技術快速順暢整合3D數字儀表盤、中央控制系統以及后座娛樂系統。

“未來的汽車，駕駛、娛樂功能都將在集中在一塊儀表盤上。”中科創達副總裁楊宇欣在接受本刊采訪時稱，“智能車載是公司發展最快的業務之一，我們將會為全球客戶提供智能車載娛樂信息系統和數字儀表盤系統解決方案。”這預示著，通過收購一家像Rightware這樣專注于為汽車系統提供新一代智能汽車人機交互界面的引擎，中科創達正努力尋求為客戶提供端到端的解決方案。

智能駕駛艙并非專為高端車型打造。蔣宏表示，汽車電子化正在加速，中低端定位的汽車也在加入大量的Infotainment與ADAS元素，出于成本壓力，自然要求主系統做更多的功能集成，從而實現在原有系統硬件成本基本不變的前提下提供更加豐富功能。

打造高性價比SoC片上系統

很多人士都認為未來infotainment和ADAS兩大系統不可避免的會出現融合，打造高性價比的SoC片上系統是大勢所趨。以TI的Jacinto和Vision處理器家族為例，這兩款處理器原本就是姐妹平臺，擁有共同的基礎架構，比如Jacinto6與TDA2x處理器有極大的相似性。盡管由于最終運行任務與承載使命的不同，在硬件模塊化配置、軟件系統和SDK等方面有所不同，但并不妨礙它們成為姐妹平臺。

“多核異構處理器是打造高性價比SoC片上系統的必由之路，TI 很榮幸在這個方向上走得比較靠前。在業界的下一代產品規劃上，我們看到越來越多的同行們也在朝這個方向靠近。”蔣宏認為，多核異構處理器帶來的好處不僅僅是集成度高，而且可以實現讓不同的內核分配到他們最適合承載的任務，從而讓系統總體運行的效率達到最高。對于一個需要承載多個不同類型功能應用運行的應用處理器而言，多核異構是最佳任務映射的硬件承載體。

黃強也對此持贊同態度，但強調稱，“由于Infotainment在一定程度上需要基于無人駕駛基礎之上，因此ADAS必將走在前面。”索喜科技最新推出的Miranda支持視覺處理單元(VPU)與OpenVX，相比傳統的GPU等硬件解決方案具有明顯的低功耗和高性能優勢。客戶既可以采用成熟的MOD、HOG等ADAS功能，也可移植第三方ADAS算法，從而快速實現量產。

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