佐思汽研發布
《汽車智慧座艙白皮書（2021年）》
（可免費獲取），主要涵蓋以下內容：
01
智慧座艙定義與意義
1.1 智慧座艙定義
1.2 智慧座艙意義
02
智慧座艙典型功能與特性分析
2.1 裸眼3D儀表
2.2 大屏與多屏
2.3 智慧互動
2。3。1 智慧語音互動
2。3。2 基於視覺感知的智慧互動
2。3。3 基於視覺+語音的多模互動
2.4 AR導航
2.5 接收音訊流媒體與衛星收音
2.6 電子倒車鏡
2.7 OTA
2.8 後排控制系統
2.9 HUD
2。9。1 HUD簡介
2。9。2 AR-HUD簡介
2。9。3 AR-HUD技術：光場型與光波導型
2。9。4 DLP AR-HUD在賓士上的例項
2。9。5 鐳射AR HUD
2。9。6 AR-HUD的設計
2.10 車窗透明顯示
2.11 駕駛員狀態監控
2.12 音響
03
智慧座艙技術體系
3.1 虛擬機器
3.2 座艙顯示介面技術
3.3 汽車解序列SerDes
3.4 車載乙太網
3。4。1 汽車匯流排介紹
3。4。2 車載乙太網
3。4。3 車載乙太網物理層
3。4。4 車載乙太網鏈路層標準TSN
3。4。5 車載乙太網決定汽車E/E架構
3.5 座艙作業系統
04
智慧座艙核心：主SoC產業格局
4.1 NXP
4.2 英偉達
4.3 高通
4.4 瑞薩
4.5 英特爾
4.6 Telechips
4.7 聯發科
4.8 地平線
4.9 其他
智慧座艙算力規劃
對於座艙來說，決定其功能與效能的關鍵是主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，每秒處理的百萬級機器語言指令數。基本上SoC高於20，000 DMIPS才能流暢地執行智慧座艙的主要功能（AR導航或雲導航、360全景、播放流媒體、AR-HUD、多作業系統虛擬機器等）。GPU方面，只需要100GFLOPS的算力就可以支援3個720P螢幕。
如何定義智慧座艙，SoC的算力是關鍵指標
目前與未來常見座艙SoC算力統計
智慧座艙典型功能：多屏和3D儀表
隨著智慧駕駛技術的不斷提升，人們在車內有更多的閒暇時間需要娛樂或其他活動，座艙成為人們的第二辦公室、第二客廳。這將強力刺激智慧座艙的普及。廠家為應對智慧座艙普及，紛紛增加螢幕，加大螢幕尺寸。這也反映出智慧座艙的價值，智慧座艙正在成為汽車行業的焦點。
全球首部3D儀表是2019年5月釋出的標緻208和DS3。3D儀表的出現是因為不少車廠在液晶儀表的互動設計上還比較欠缺經驗，設計自由反而導致過猶不及。比如有些產品介面設計地太過花哨，顯示的資訊過於豐富，使用者找不到資訊的重點。自此，有些使用者開始懷念曾經機械儀表盤簡單粗暴的日子。所以，為了將液晶儀表的「科技感」和機械儀表的「重點突出」相結合，兼顧科技與實用，就衍生出了「3D 儀表盤」。
標緻208頂配的3D儀表
賓士EQS座艙
吉普Grand Wagoneer座艙
本田e座艙也搭載多屏
智慧座艙典型功能：智慧互動
智慧汽車感測器不斷提升的同時，大算力晶片迭代速度也在加快，AI技術核心演算法模型的使用，改變了傳統單模互動方式，影象視覺感知、人臉識別、視線追蹤、手勢識別、情緒識別、語音感知的多維度感知結果同AI神經網路技術進行的融合，將汽車座艙從被動互動轉變到主動互動模式，高度場景化的決策推薦模式，極大提升了人機互動的體驗。
理想ONE車內四麥克風位置
多模語音的融合方案分為前融合和後融合。前融合即以一個模型對多種感知資料進行融合處理並輸出結果；後融合則是先對不同來源資料分別進行感知處理再對其結果進行融合計算。
地平線多模語音互動
智慧座艙典型功能：AR導航
AR導航是頂級豪華車的功能，目前賓士S級和電動車都配備AR導航，賓士的A級也可以選配。凱迪拉克在2022年上市的凱雷德、寶馬在2022年發售的iX旗艦電動車、現代Genesis的第一輛電動車GV80上配備了AR導航。
凱雷德AR導航
AR導航車輛定位與姿態是難點
智慧座艙典型功能：電子倒車鏡
電子倒車鏡（側後視鏡）Camera Monitor System（CMS）。電子倒車鏡即用電子方式取代傳統玻璃鏡面倒車鏡，其有很多個名字，有叫電子側視鏡、虛擬倒車鏡、電子倒車鏡、電子取代鏡等，國際標準化組織（ISO）稱其為攝像頭監控系統，即Camera Monitor System。
雷克薩斯ES350選配CMS
雷克薩斯ES350選配CMS夜晚表現
智慧座艙典型功能：OTA
OTA即空中升級，一般分FOTA和SOTA。前者為韌體OTA難度遠高於後者軟體OTA，前者可簡單看成ECU功能或控制策略的升級，後者主要是應用軟體的升級，如導航地圖等。
OTA生態結構
智慧座艙典型功能：後排控制系統
在豪華車如賓士S、寶馬7系和奧迪A8的後排，可選三座與兩座，兩座的中央扶手位置有一塊類似iPad的小裝置，稱之為後排遙控器，也可以取出，用於後排乘客遙控座椅、空調和螢幕。
後排控制系統相當複雜
智慧座艙典型功能：AR-HUD
大眾ID3/4與最近的奧迪Q4均採用了AR-HUD，AR-HUD成為汽車電子的熱門話題，幾乎所有新車都有規劃使用AR-HUD。
按照影象生成單元（即PGU）常見的HUD分為TFT、DLP和鐳射三大類，也有冷門的很少人提及的LCOS。按光源可分為LED和鐳射兩大類，按投影成像技術可分為多片、全息和光場三大類。所謂AR-HUD實際就是增加了AR影象層（也有把層說成焦段），在常規車輛資訊如速度和能耗外增加了導航與ADAS資訊。
多層影象HUD設計
奧迪AR-HUD
賓士DLP AR-HUD
松下鐳射全息AR-HUD
車窗投影很酷炫
智慧座艙典型功能：駕駛員狀態監控
通常手勢控制和駕駛員狀態監控（DMS）可以共用一套硬體方案實現，這就是深度相機。未來兩者合二為一是大勢所趨。此外， DMS還可以增加兩個功能，一個是FaceID，還有一個是車內人員存在監測（Occupant Detection）。
凱迪拉克CT6 2D平面相機：ToF DMS是未來趨勢
智慧座艙典型功能：音響
全球主要汽車品牌選配的音響
智慧座艙技術體系：虛擬機器Hypervisor
虛擬機器Hypervisor，有時也稱為VMM（Virtual Machine Monitor），這個概念來自PC界，隨著座艙處理器效能越發強悍，座艙螢幕越來越多，座艙電子涵蓋的功能不斷豐富，虛擬機器已經成為座艙電子不可或缺的軟體系統。ARM V8-A架構晶片的大量出現也使得虛擬化很容易實現，多核高效能處理器不用虛擬機器也難發揮全部效能，虛擬機器已經是高效能多核處理器的標配。
最大限度發揮硬體潛力：虛擬機器
智慧座艙技術體系：顯示介面技術
汽車顯示屏介面目前主要是LVDS，未來追求更高解析度及更大尺寸，可能會採用eDP或V-By-One，此外HUD一般解析度比較低，且是模擬顯示，一般是RGB介面。
汽車顯示屏演進趨勢
智慧座艙技術體系：汽車解序列SerDes
在車載領域，傳輸線要求一根電纜最好，通常都是一根同軸電纜，這樣既降低成本、又提高可靠性、又降低EMI電磁干擾，這就必須採用序列形式，但有些資料格式是並行的如MIPI，這就需要解序列的形式，在傳輸前將資料格式整形為序列，在接收後將資料格式轉換為並行，這就是SerDes。
解序列技術含量不低
美信壟斷攝像頭解序列
智慧座艙技術體系：車載乙太網
汽車ECU之間，ECU與感測器之間執行器之間互相通訊需要特定的通訊協議和通訊網路，這種通訊網路稱之為匯流排網路。車載匯流排常見的有LIN、CAN、MOST、CAN-FD、以太（Ethernet）、Flexray、PSI5。
車身與舒適部分多用LIN和CAN匯流排，底盤和ADAS部分多用Flexray，動力傳動部分多用高速CAN或CAN-FD，被動安全部分多用PSI5，資訊娛樂部分大眾和奧迪多用MOST，這是一種環形光纖網路，新車型已經放棄了MOST技術。
車載乙太網OSI模型
物理層被四大廠壟斷
車載乙太網協議棧標準TSN
車載乙太網是Zonal軟體定義汽車的關鍵
智慧座艙技術體系：座艙作業系統
車載軟體平臺自下而上可大致劃分為硬體平臺、系統軟體 （硬體抽象層+OS 核心+） 中介軟體） 、功能軟體 （庫元件+ 中介軟體） 和應用演算法軟體等四個部分。
核心近似包含輪子以及電池系統的底盤，作業系統就是套上外殼加上椅子以及內飾後的整體成品。核心僅僅是作業系統的一部分，是真正與硬體互動的那部分軟體，與硬體互動包括讀寫硬碟、讀寫網盤、讀寫記憶體以及任何連線到系統中的硬體。除了與硬體互動外，核心還負責分配資源，分配什麼資源呢？所謂資源就是硬體，比如CPU時間、記憶體、I/O等等，這些都是資源。
2021-2026年新車座艙作業系統預測
智慧座艙主SoC產業格局
地平線是國內唯一一家車規級AI晶片大規模前裝量產的企業，以軟硬結合為底層技術理念。在智慧駕駛領域，地平線不但能提供高效能邊緣 AI 晶片，還可以結合豐富演算法IP、開放工具鏈等在內的全面賦能服務，加速合作伙伴智慧駕駛的應用落地。
地平線J3
搭載地平線征程系列晶片的部分車型
《汽車智慧座艙白皮書（2021年）》圖表目錄包括：
圖表 1 2020年頂級座艙算力
圖表 2 智慧座艙典型功能
圖表 3 主要廠家車載SOC
圖表 4 目前與未來常見座艙SoC算力統計
圖表 5 智慧座艙配置使用者需求意向及新車滲透率
圖表 6 座艙智慧配置對購車決策的影響
圖表 7 購買新車時，功能配置影響購買意願情況
圖表 8 2019-2025年新上市車型平均螢幕數量
圖表 9 2019-2025年汽車中控尺寸市場份額
圖表 10 標緻208頂配的3D儀表
圖表 11 大陸為GV80打造的3D儀表
圖表 12 賓士S級儀表
圖表 13 博世3D儀表（1）
圖表 14 博世3D儀表（2）
圖表 15 寶馬i4座艙
圖表 16 賓士新S級的座艙
圖表 17 賓士S級座艙各顯示屏主要引數
圖表 18 賓士EQS座艙
圖表 19 賓士EQS的超長大屏
圖表 20 新一代凱迪拉克Escalade座艙
圖表 21 新一代凱迪拉克Escalade座艙顯示屏
圖表 22 新一代凱迪拉克Escalade座艙顯示屏俯檢視
圖表 23 新一代凱迪拉克Escalade座艙顯示屏結構
圖表 24 新一代凱迪拉克Escalade座艙顯示屏結構
圖表 25 LUCID AIR座艙
圖表 26 LUCID AIR座艙中央控制屏
圖表 27 凱迪拉克電動車Lyriq的座艙
圖表 28 吉普Grand Wagoneer座艙
圖表 29 吉普Grand Wagoneer座艙中控屏
圖表 30 吉普Grand Wagoneer座艙全液晶儀表屏
圖表 31 吉普Grand Wagoneer座艙Comfort Display
圖表 32 吉普Grand Wagoneer的後座娛樂顯示屏
圖表 33 吉普Grand Wagoneer的副駕駛屏
圖表 34 本田e
圖表 35 本田e座艙
圖表 36 本田e中控與副駕駛屏無縫銜接
圖表 37 本田e的副駕屏打遊戲
圖表 38 長安福特EVOS的座艙顯示屏
圖表 39 長安福特EVOS中控與副駕駛兩塊屏可以合為一塊屏
圖表 40 智慧互動感知演算法分類
圖表 41美國主要汽車品牌月度車載語音助手使用率
圖表 42 美國車載語音助手主要應用場景
圖表 43 美國汽車消費者對車載語音助手需求度
圖表 44 常見NLU的處理過程
圖表 45 車載語音識別發展趨勢
圖表 46 Cerence SSE
圖表 47 車載語音助手深度學習的四個環節
圖表 48 Sliced RNN
圖表 49 車載語音識別硬體框架
圖表 50 Cerence軟體協議棧的主要內容
圖表 51 智慧座艙視覺感知應用
圖表 52 長安UNI-K中控屏
圖表 53 理想ONE車內四麥克風位置
圖表 54 地平線多音區分散式麥克風陣列示例
圖表 55 多模語音演算法技術案例
圖表 56 多模語音演算法技術框架
圖表 57 多模識別演算法框架
圖表 58 多模語音的前融合與後融合
圖表 59 凱雷德AR導航
圖表 60 賓士AR導航
圖表 61 AR導航的車輛姿態預測
圖表 62 SiriusXM會員模式
圖表 63 奧迪E-TRON的電子後視鏡
圖表 64 Genesis GV60的座艙
圖表 65 索尼Vision-S的座艙
圖表 66 奧迪e-tron在CMS系統
圖表 67 雷克薩斯ES350選配CMS
圖表 68 雷克薩斯ES350選配CMS夜晚表現
圖表 69 典型的CMS與傳統玻璃倒車鏡的FOV對比
圖表 70 CMS與玻璃倒車鏡有效距離對比
圖表 71 商用車盲區
圖表 72 賓士Actors標配了CMS系統
圖表 73 德國大陸為賓士公交車提供的CMS系統
圖表 74 CMS測試流程
圖表 75 ADAS加CMS系統電路架構圖
圖表 76 RAA278842框架圖
圖表 77 OTA生態結構
圖表 78 OTA供應商市場佔有率
圖表 79 OTA的三種主要型別
圖表 80 FOTA流程
圖表 81 奧迪A8後排
圖表 82 奧迪A8後排遙控器
圖表 83 SCON2主要功能
圖表 84 典型HUD的爆炸圖
圖表 85 HUD關鍵引數
圖表 86 HUD最佳VID
圖表 87 HUD畫素與視角之間的關係
圖表 88 美國人的典型瞳距圖
圖表 89 京瓷PGU一覽
圖表 90 松下AR-HUD
圖表 91 多層影象HUD設計
圖表 92 主要HUD各種影象層對比
圖表 93 奧迪A4的AR HUD
圖表 94 奧迪Q4 AR-HUD的VID距離
圖表 95 雙焦面HUD結構示意圖
圖表 96 三星電子的光場型AR-HUD示意圖
圖表 97 三星電子的光場型AR-HUD的 Lenticular透鏡
圖表 98 三星電子光場型AR-HUD透鏡模型
圖表 99 三星電子光場型AR-HUD的引數
圖表 100 賓士S級AR-HUD表現
圖表 101 理光鐳射HUD示意圖
圖表 102 鐳射全息HUD
圖表 103 松下在2021年CES大展上與Envisics合作的鐳射全息HUD
圖表 104 AR-HUD基本特徵
圖表 105 AR-HUD 顯示訊號處理
圖表 106 寶馬的AR HUD框架圖
圖表 107 最高等級的AR HUD的框架圖
圖表 108 準確標註公交車道資訊的HUD
圖表 109 德州儀器車載DMD晶片路線圖
圖表 110 德州儀器DLP5531系統框架圖
圖表 111 單層影象AR HUD 與雙層影象AR HUD
圖表 112 德國大陸的雙層影象AR HUD
圖表 113 德國大陸的雙層影象AR HUD部分引數
圖表 114 ARHUD UI/UX設計圖例
圖表 115 ARHUD UI/UX設計圖例
圖表 116 比較常見的AR HUD 用UI
圖表 117 車窗透明顯示圖例
圖表 118 車窗透明顯示充電狀態
圖表 119 車窗透明顯示提醒兒童遺忘車內
圖表 120 共享汽車車窗輸入密碼
圖表 121 共享汽車車窗輸入簽名操作
圖表 122 共享汽車車窗顯示選擇服務型別和價格
圖表 123 LGD 柔性顯示專利圖解
圖表 124 德州儀器開發的適用於車窗透明顯示的短焦DLP投影機
圖表 125 主要視覺方案對比
圖表 126 凱迪拉克CT6 2D平面相機
圖表 127 地球太陽輻射光譜
圖表 128 LED VS VCSEL
圖表 129 VCSEL的FOV
圖表 130 寶馬最新座艙電子架構
圖表 131 寶馬RAM系統拓撲圖
圖表 132 全球主要汽車品牌選配的音響
圖表 133 Hypervisor 特權模式
圖表 134 Exception Level
圖表 135 主要Hypervisor介紹
圖表 136 QNX虛擬機器虛擬CPU模式
圖表 137 QNX 虛擬優先順序共享模式
圖表 138 GPU虛擬化
圖表 139 ACRN虛擬參考框架
圖表 140 奇瑞星途VX座艙內飾
圖表 141 ACRN在ADAS的應用
圖表 142 L4Re介紹
圖表 143 NOVA架構
圖表 144 L4的虛擬SOCKS
圖表 145 L4的虛擬CONSOLE
圖表 146 COQOS虛擬系統
圖表 147 基於Xen Project虛擬系統的座艙電子系統框架
圖表 148 VOSYSmonitor虛擬機器
圖表 149 基於MT2712平臺下的VOSYSmonitor虛擬機器效能
圖表 150 NXP i。mx8qm的虛擬機器圖
圖表 151 德州儀器TDA4VM
圖表 152 汽車顯示屏演進趨勢
圖表 153 V-by-One®HS技術
圖表 154 MIPI多媒體規範
圖表 155 在CSI-2相機應用中的D-PHY和C-PHY的Lane配置
圖表 156 顯示有效載荷預測
圖表 157 在端點裝置中整合本地MIPI A-PHY，消除橋接晶片
圖表 158 FPD Link序列器
圖表 159 存在多種系統介面選項時解決方案
圖表 160 FPD LINK IV路線圖
圖表 161 GMSL的典型應用
圖表 162 各種傳輸方式的速率對比
圖表 163 索尼GVIF
圖表 164 汽車匯流排典型應用
圖表 165 車載乙太網OSI模型
圖表 166 車載乙太網PHY標準分佈
圖表 167 乙太網系統框架圖
圖表 168 TSN構成
圖表 169 PTP協議延遲響應機制
圖表 170 乙太網第二層所定義的1588規範
圖表 171 汽車控制資料
圖表 172 汽車控制資料級別
圖表 173 IEEE802。1Qbv時間感知整形
圖表 174 時間感知整形器演算法
圖表 175 802。1Qbu/802。3br 搶先機制
圖表 176 802。1Qbu搶先機制
圖表 177 TSN 與802。1CB標準
圖表 178 802。1CB冗餘處理通訊機制
圖表 179 FRER介紹
圖表 180 FRER雙冗餘備份
圖表 181 FRER多失效冗餘
圖表 182 FRER失效原因分析機制
圖表 183 汽車E/E架構演進路線圖
圖表 184 TSN為骨幹網的Zonal架構
圖表 185 大眾 MEB架構
圖表 186 Zonal架構閘道器
圖表 187 Zonal閘道器的內部框架圖
圖表 188 CAN到乙太網
圖表 189 幀的分組
圖表 190 汽車作業系統
圖表 191 確認使用AAOS的車型彙總
圖表 192 2021-2026年主要作業系統份額
圖表 193 2019年1季度-2021年3季度NXP汽車業務收入統計
圖表 194 i。mx6座艙Soc簡介
圖表 195 i。MX8座艙SoC簡介
圖表 196 i。MX8內部框架圖
圖表 197 英偉達 ORIN
圖表 198 英偉達 Drive IX 全套協議棧
圖表 199 英偉達IX的注意力監測，附帶有語音提示
圖表 200 英偉達Confidence View信心檢視
圖表 201 英偉達眼球追蹤
圖表 202 英偉達臉部識別進入車輛
圖表 203 現代汽車GV60座艙內飾
圖表 204 SA8155P簡介
圖表 205 高通第四代座艙SoC
圖表 206 高通第四代座艙SoC內部框架圖
圖表 207 2019年1季度-2021年3季度瑞薩汽車業務收入
圖表 208 瑞薩R-CAR 第三代產品列表
圖表 209 瑞薩座艙SoC應用選擇
圖表 210 瑞薩R-CAR 第三代增強版產品
圖表 211 瑞薩M3一機帶3屏
圖表 212 英特爾 A3900系列產品
圖表 213 2013-2021年Telechips收入與淨利潤
圖表 214 Telechips Dolphin3內部框架圖
圖表 215 MT8666內部框架圖與整套解決方案
圖表 216 聯發科座艙Soc產品規劃
圖表 217 地平線征程3內部框架圖
圖表 218 搭載地平線征程系列晶片的部分車型
圖表 219 基於征程3的地平線Halo3車載智慧互動方案及主要互動能力
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