如果你置身于特斯拉最新推出的Model 3的座艙中，即使車子還沒有發(fā)動行駛，你也一定會被牢牢占據(jù)座艙C位的那個15英寸的觸控屏所吸引。它取代了傳統(tǒng)座艙中的儀表盤和中控，取消了幾乎所有實體按鈕，讓整個座艙的設(shè)計極簡而又充滿了科技感。 觸控屏走進汽車座艙并不是新鮮事，但是像Model 3這樣將觸摸屏用得如此極致，還是很有顛覆性的，從中我們也可以洞察出一個大趨勢：觸控屏正在成為車載HMI的主旋律，未來將有更大、更多的屏幕出現(xiàn)在駕艙中。按照Strategy Analytics分析師的預(yù)測，今后在一些高檔汽車中，顯示屏的數(shù)量可能會多達甚至超過10塊。

圖1，Model 3的座艙中采用了15英寸的觸控屏作為HMI（圖源：網(wǎng)絡(luò)） 多屏設(shè)計的機遇與挑戰(zhàn) 推動這一多屏趨勢的動力，主要來自以下幾個方面： 首先，如今的汽車為了確保更安全更舒適的用戶體驗，需要處理大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)相關(guān)的信息也要和用戶進行更為高效的互動，而傳統(tǒng)的“儀表盤+中控”的車載HMI顯然無法滿足這種信息交互的要求，信息的展示方式也不夠友好，唯有更大、更多、更直觀的觸控屏方可應(yīng)對這一快速增長的需求。 其次，今天的汽車已經(jīng)不是一個單純的交通工具，它承載了更多信息娛樂的功能，需要為座艙內(nèi)所有的用戶——包括駕駛員和乘客——提供個性化的服務(wù)，一塊中控屏顯然無法滿足多用戶個性化的需求，多屏配置勢在必行。

再有，汽車及汽車中用戶與外部世界的信息交互越來越多，交互場景也越來越多樣化，多屏聯(lián)動，各司其職，無疑提供了一種更具靈活性和擴展性的解決方案。 當然，任何一次功能的迭代，勢必帶來新的技術(shù)挑戰(zhàn)，屏幕數(shù)量的增加和功能的提升，與汽車有限的空間之間將是一對難于調(diào)和、又必須認真處理的矛盾，這也就促使屏幕背后的電子元器件必須在高集成、小型化方面來一次全面的升級。我們可以看到，這樣的變化已經(jīng)在發(fā)生。 一芯多屏的應(yīng)用處理器 “壓縮”多屏幕背后的電子系統(tǒng)尺寸，可以從多個維度進行，而最關(guān)鍵的一點肯定要落在作為屏幕處理控制核心的應(yīng)用處理器身上。傳統(tǒng)汽車系統(tǒng)中，操控每塊屏幕的處理/控制器都是獨立的，也就是說每增加一塊屏幕，也就需要增加一顆處理/控制器，成本和空間上的壓力也會隨之增加。解決這一難題，一個很自然的想法就是“能否用一顆處理器去支持多個屏幕？”恩智浦的i.MX 8QuadMax應(yīng)用處理器就是沿著這一思路而設(shè)計的解決方案。 恩智浦提供的資料顯示，i.MX 8QuadMax集成了兩個Arm Cortex-A72內(nèi)核、四個Cortex-A53內(nèi)核、兩個Cortex-M4F內(nèi)核和兩個GC7000XS/VX GPU，同時包括HiFi 4 DSP，支持LPDDR4內(nèi)存以及帶音視頻橋接（AVB）功能的雙Gb以太網(wǎng)?？梢哉fi.MX 8QuadMax延續(xù)了i.MX 8應(yīng)用處理器家族高性能的特點，其GPU、四個Arm內(nèi)核和IO選項，可以為用戶提供具有人工智能和機器學(xué)習(xí)所需的處理能力和靈活性。

而其最大的特色是，具有獨特的硬件分區(qū)架構(gòu)和功能，可以在沒有管理程序的情況下運行多個操作系統(tǒng)，在單個處理器上支持最多4個獨立的屏幕（分辨率可達4K），在提供足夠的處理性能的同時，各個屏幕之間的代碼是彼此“隔離”的，能夠很好地滿足每個屏幕獨特的可靠性和安全性的要求。 在年初的CES2020 上，恩智浦展示了基于雙i.MX 8QuadMax芯片實現(xiàn)的、支持多達11塊屏幕的多屏解決方案，這些顯示屏包括HUD、儀表盤、副駕顯示、中控、左右后視鏡顯示屏，以及內(nèi)后視鏡等，可以說覆蓋了目前可以想到的所有基于屏幕的汽車HMI應(yīng)用的場景。 目前，i.MX 8QuadMax正在積極做好“上車”商用的準備，比如通過與全球高端車載信息娛樂系統(tǒng)供應(yīng)商ART的合作，基于i.MX 8QuadMax的多屏顯示系統(tǒng)已經(jīng)進入了一些高端車型的2021年生產(chǎn)計劃。一經(jīng)市場驗證，未來這種“一芯多屏”的方案逐漸下探至中、低端車型市場，只是一個時間的問題。

圖2，基于恩智浦雙i.MX 8QuadMax芯片架構(gòu)的，支持多達11塊屏幕的汽車多屏HMI解決方案（圖源：NXP） 高集成的電源管理芯片 除了主控芯片，車載顯示器的其他外圍元器件也在為了迎接多屏?xí)r代的到來進行著升級。比如在汽車顯示屏的電源管理芯片領(lǐng)域，“新物種”已經(jīng)出現(xiàn)。 傳統(tǒng)的車載顯示屏電源設(shè)計，需要4-5顆分立的IC，通常包括：一顆高壓降壓轉(zhuǎn)換器提供3.3V電源軌；一顆高壓低IQ LDO負責(zé)MCU供電；一顆低壓LDO應(yīng)對低噪聲應(yīng)用；一顆低壓降壓轉(zhuǎn)換器提供解串器供電；一顆看門狗定時器支持MCU復(fù)位（如圖3）。當屏幕增多之后，這樣的架構(gòu)顯然會擠占有限的系統(tǒng)空間。

圖3，傳統(tǒng)的采用分立IC的車載顯示屏電源系統(tǒng)（圖源：美信） 為了簡化汽車顯示器電源系統(tǒng)，2020年初，Maxim Integrated推出高集成度汽車顯示屏PMIC MAX16923，它在單一芯片中集成5大功能，有效降低了設(shè)計復(fù)雜度和方案尺寸，配合 MAX20069 TFT偏置電源和LED驅(qū)動器，只用簡潔的雙芯片架構(gòu)，即可滿足12.3英寸及以下汽車顯示屏供電所需（如圖4）。

圖4，基于高集成度汽車顯示屏PMIC MAX16923的雙芯片車載顯示屏電源系統(tǒng)（圖源：美信） 從圖4中可以看到，MAX16923高集成電源管理功能包括：

一個高壓2.1A降壓轉(zhuǎn)換器(5V或3.3V)

一個高壓100mA低IQ LDO(3.3V)

一個低壓1.6A降壓轉(zhuǎn)換器(3.3V、1.8V、1.2V或1.1V)

一個低壓線性LDO(3.3V、1.8V、1.5V或1.0V)

看門狗定時器

采用這樣的方案，將系統(tǒng)方案的芯片數(shù)量從5片減少為1片，尺寸縮小50%，可以有效降低設(shè)計復(fù)雜度，縮小方案尺寸，優(yōu)化BOM成本。要知道這里省下的空間和成本，也就意味著汽車顯示系統(tǒng)更大的功能擴展空間、更優(yōu)的用戶體驗，由此帶來的附加值非常有意義。 總之，多屏?xí)r代的汽車座艙新體驗，讓人充滿了期待，也會讓越來越多的用戶為之心動。而作為開發(fā)者，如果你嗅到了其中的商機，也是時候?qū)ζ聊槐澈蟮男酒皠有┦帜_”，升級迭代，為未來的汽車多屏應(yīng)用釋放更大的空間。