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在智能电动汽车快速迭代的浪潮中,比亚迪仰望系列作为中国新能源汽车高端旗舰车型,其ADAS硬件平台代表了国内车载电子设计的顶尖水平,本期与非网将拆解比亚迪仰望系列的智能控制器,通过对其芯片选型及电路设计/布局的解析,一窥比亚迪在自动驾驶领域的核心技术布局。
拆解
比亚迪仰望系ADAS板子非常厚重,也相当难拆卸,内部芯片密密麻麻,同样外壳上的散热硅脂也相当夸张(具体拆解过程可以观看视频)。
通过拆解,发现ADAS板子上无论是芯片数量还是电路布局都让人非常震撼,集成了像计算决策、实时控制、通信融合控制、电源体系等关键功能模块,相比传统燃油车,在智能化上简直是天壤之别,具体来看下比亚迪仰望系列ADAS板子各个功能部分的硬件方案。
计算决策两颗7nm工艺的英伟达Orin X芯片(TA990SA-A1),单颗即可以提供254TOPS的算力输出; 8颗美光LPDDR5内存(MT62F1G64D8EK-031),总共64GB内存,配合高速传输速率,可以确保多路传感器数据的实时处理。存储系统两颗美光的128GB的UFS 3.1闪存(MTFC128GAVATTC-AAT),除了用于本地的存储资源外,还可以负责高帧率视觉数据缓存; 两颗美光的32GB eMMC 5.1(MTFC32GASAQHD-AAT),猜测应该是用于存储核心算法固件; 4颗旺宏NOR Flash芯片(MX25U51279GXDR00),包含板子背面的两颗,主要用于保障启动代码的安全加载。 这种分级设计的存储组合,通过存储介质差异化配置,在性能与成本间可以取得比较好的平衡。 刚刚这部分电路可以算是存算一体化的电路。那再来看它的电源管理系统,也相当的复杂。而且从BOM上来看,主要是MPS的多款芯片协同构建了完整的供电体系。
电源系统4颗MPS的数字多相控制器(MPQ2967),主要是用于自动驾驶应用的双电压轨、数字多相控制器。 14颗MPS的半桥芯片(MPQ86960),实现了多相并联供电架构,很好的控制动态负载调整率。 两颗MPS的12通道功能安全电源定序器(MPQ79700),可以确保各电源轨的上电顺序严格符合标准。并且可以提供可配置性和灵活性,能够支持不同应用以及SoC的跨代设计复用,集成内置自检等安全机制,实现高诊断覆盖率,让系统达到目标汽车安全完整性等级。 12颗英飞凌的MOSFET(IAUC100N04S6N022)和12颗银河微电子的MOSFET(TBL014N04T-5DL8)形成互补,前者2.2mΩ的超低导通电阻大幅降低开关损耗,后者优化的栅极电荷特性则提升了高频响应速度。
两颗MPS同步降压变换器(MPQ4316),内部集成了上下管功率 MOSFET 的频率可配置同步降压开关变换器。采用电流控制模式,可以提供最高6A的高效输出电流,具有快速环路响应。3.3V至45V的宽输入电压范围呢使它能够适用于汽车输入环境中的各种降压应用。 两颗MPS的电源管理芯片(MPQ7930),适用于各种安全相关汽车系统,可满足系统处理器的电源管理要求。 两颗英飞凌的多输出系统电源芯片(TLF35584),适用于安全相关应用,通过在较宽输入电压范围内高效灵活的前/后稳压器概念提供5V输出电压,适用于微控制器、各种收发器和传感器。 两颗MPS的高压同步降压控制器(MPQ2918),4V-40V的宽电压输入范围,使用PWM电流控制架构,具有精确的逐周期限流保护功能,能够驱动双路N沟道MOSFET。 1颗信大捷安的加密芯片(3276-EI48VL,通过国密算法保障数据通信安全。
3颗MPS的DC/DC转换器(MPQ4284)。 车载通信网络车载通信网络是智能驾驶域控制器上另一个重要的部分,从PCB板上几个大接口可以推测出至少会有以太网络、CAN通信、音视频的输出接口等,那具体来看到板子相对应区域的芯片上。
1颗Marvell的以太网交换机芯片(88Q6113),基本上是汽车的TSN主干网络,支持时间敏感流量调度和媒体访问控制安全协议(MACsec)硬件加密。 两颗英飞凌第二代AURIX微控制器(SAK-TC397XX-256F300S BD),在性能、存储容量、连接性和可扩展性方面均有提升,并且具有安全防护机制,基于Lockstep核架构实现ASIL-D级功能安全,用于应对目前汽车行业的新趋势。
8颗Marvell的车载以太网PHY芯片(88Q2112),与上面的Marvell以太网交换机芯片共同构建了超高数据的传输通道。
传统CAN总线方面,2颗SOP14封装的恩智浦高速CAN收发器(TJA1145T)与12颗SOP8封装的恩智浦高速CAN收发器(TJA1044G)以及14颗贴片隔离变压器组成的双网络架构,既能保持高速通信能力,又通过低功耗技术(PN机制)将静态功耗控制的极低。 在音视频的输入/输出接口设计上,主要是ADI的串行器/解串器芯片构成了视频传输主干,那具体涉及到了哪些芯片?
两颗ADI的MAX9295系列串行器/解串器芯片,其中封装大一点的具体型号是MAX9295EG,而封装小一点的则是MAX9295AG。 4颗是ADI的双/四通道摄像机电源保护器(MAX20087),确保高清摄像头的稳定工作。 两颗ADI的降压型DC-DC转换器(MAX20029B),主要用于汽车应用、4个集成电源轨和高工作频率最大程度减小方案尺寸,适用于多轨负载点调节。 3颗TI的电平转换器(TXS0108E),8位双向电压转换能力能有效解决不同电压域器件间的信号兼容问题。
4颗ADI的GMSL解串芯片(MAX96712),GMSL为高速串行接口,适用于视频、音频和控制信号的传输,加上前面两颗ADI的串行器/解串器芯片,可以实现高数据传输速率,满足高清视频和图像传输的需求。 1颗国产芯片龙讯LT7911D,这是一颗Type-C/DP1.2转双端口MIPI/LVDS的转换器芯片,比如显示子系统就可以通过它实现Type-C到双路MIPI的转换,高清输出能力能满足像AR-HUD的显示需求。 综合来看,比亚迪仰望系智能驾驶控制域主要的芯片BOM如下,仅供参考:
小结
通过对比亚迪仰望ADAS板子的拆解,我们可以把主要的硬件分为以下几个部分:首先是算力架构与控制方面,比亚迪在追求算力巅峰的同时,不忘功能安全的根本需求,通过英伟达的Orin X与英飞凌的AURIX微控制器组合设计,既满足深度学习算法的并行计算需求,又保障了控制指令的实时响应;在能效管理上,MPS多相供电方案以及英飞凌、银河微电子的功率器件的组合将整板电源效率提升至行业第一梯队;而在通信可靠性方面,TSN与CAN FD的混合网络有效降低了关键控制指令的传输延迟。值得注意的国产替代进程也在加速,银河微电子MOSFET与龙讯视频接口芯片的应用,无一不表明本土供应链已具备参与核心系统设计的能力,我们也有幸看到国内头部车企在采用国际顶尖芯片的同时,稳步推进芯片国产化进程。在智能汽车竞争日益激烈的当下,这种深度垂直整合能力,正是中国汽车产业实现弯道超车的关键所在。你是如何看待这款ADAS板子的硬件方案的?欢迎留言讨论!
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