上汽榮威第三代RX5是國內(nèi)首款搭載NGP智能導航輔助駕駛功能的燃油車型。于2022年8月初上市推出NGP智駕功能。今天將和大家一起解密上汽榮威RX5 NGP智駕版域控制器的設(shè)計方案。

#01?? 榮威RX5智駕方案簡介

為了提升用戶對高階智能輔助駕駛的功能體驗，上汽榮威在整車的感知傳感器方案上也花費了很多心思。全新第三代榮威RX5 NGP智駕版采用多維感知融合方案，配備1個800萬像素120°前視攝像頭、5個200萬像素100°周視攝像頭、4個360°環(huán)視攝像頭、3個毫米波雷達、12個超聲波雷達、和高精定位模塊等28個傳感器，全方位覆蓋車輛周圍環(huán)境，用整車擁有更長的探測距離、更廣的探測范圍和更精準識別更多物體。

為實現(xiàn)多傳感器的融合，實現(xiàn)更復雜的算法，上汽榮威NGP智駕版域控制器由宏景智駕提供，該智駕域控制器使用了3顆地平線征程3高性能國產(chǎn)AI芯片，該芯片使用的是地平線自研的伯努利2.0 BPU架構(gòu)，實現(xiàn)環(huán)境感知、地圖定位、融合規(guī)劃等多種智能駕駛算法模塊，實現(xiàn)360°周視視覺感知全覆蓋。此外，該系統(tǒng)支持高效的智能駕駛規(guī)劃和決策算法，具備深度學習能力，提供迭代更新等功能。

#02?? 榮威RX5智能駕駛域控制器方案

1、智能駕駛域控制器外觀結(jié)構(gòu)

上汽榮威RX5 NGP智駕版域控制器由宏景智駕設(shè)計，外殼采用金屬機加工而成，表面有較多導熱槽，此域控制器采用的自然散熱的方式進行散熱處理，在主要的芯片表面涂抹導熱硅脂與金屬外殼內(nèi)部伸出的金屬柱直接接觸，從而將熱量通過連接有金屬柱的外殼散到外界。域控制器外殼外部的導熱槽，可以增加與空氣的接觸面積，更加利于域控制器的散熱。

自駕域控制器外殼正面圖

自駕域控制器外殼背面圖

2、智能駕駛域控制器接口

此域控制器的線速端子分布在域控制器的左右兩側(cè)；右側(cè)主要分布電源、IO、通信接口、GPS天線等端子；左側(cè)主要分布了環(huán)視、周視、前視的線束端子。

自駕域控制器線速端子圖1

自駕域控制器線速端子圖2

3、智能駕駛域控制器PCB板

自動駕駛域控制器PCB正面圖

自動駕駛域控制器PCB正面圖

自動駕駛域控制器PCB正面標注圖

圖中編號依次為：1-地平線J3，2-鎂光DDR4 2G，3-三星 eMMC 64G，4-美國芯成 Nor flash,5-英飛凌 AURIX TC397，6-Ublox ZED F9K，7-NXP交換機 SJA1105Q，8-電源芯片 MC33PF 8100A0ES，9-電源芯片 英飛凌 355584，10-PHY芯片RTL9010AA，12-電源管理芯片 MPF5024AMMA0ES。

自動駕駛域控制器PCB背面標注圖

圖中編號依次為：美信GMSL MAX96712、德州儀器FDLink UB953、美信GMSL MAX9296A。

4、域控制器系統(tǒng)

自駕域控系統(tǒng)框圖

自駕域控組成圖

5、SOC芯片

SOC，即系統(tǒng)級芯片，是一種集成了處理器核心、內(nèi)存控制器、外設(shè)控制器等多個功能模塊的大型集成電路。在自動駕駛域控制器中，SOC芯片負責處理傳感器數(shù)據(jù)、進行實時圖像處理和計算機視覺算法。常見的SOC芯片型號有英偉達Drive Orin、英特爾的Mobileye EyeQ系列、高通的Snapdragon Automotive Platform系列、地平線征程系列。

此次上汽榮威RX5采用的是3塊地平線J3芯片。

5.1、3塊地平線J3的功能

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5.2、地平線征程3芯片簡介

地平線征程3為地平線旗下的第二代車載智能芯片；征程3基于地平線自研的BPU2.0 架構(gòu)，符合AEC-Q100 。征程3不僅支持基于深度學習的圖像檢測、分類、像素級分割等功能；也支持對 H.264 和 H.265 視頻格式的高效編碼，是實現(xiàn)多通道復雜計算任務(wù)和多通道數(shù)字視頻錄像的理想平臺，例如可實現(xiàn)高級別輔助駕駛（ ADAS ），自動泊車輔助（ APA ）等功能。

5.3、 地平線征程3的特征

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5.4、地平線征程3的使用工具鏈

6、存儲芯片

智能駕駛域控制器中常用的存儲模塊有eMMC和DDR4等；它們在自動駕駛域控制器中扮演著存儲數(shù)據(jù)的重要角色。EMMC芯片作為閃存儲存儲設(shè)備，負責存儲系統(tǒng)的操作系統(tǒng)、算法和數(shù)據(jù)等。DDR4芯片則是一種高速的內(nèi)存芯片，負責緩存和運行算法。常見的EMMC芯片型號有三星的KLM和SK Hynix的eMMC，常見的DDR4芯片型號有美光的Crucial和金士頓的HyperX。

6.1、DDR4

鎂光DDR4 2GB，具體型號：MT53E1G32D2FW-046

6.2、eMMC

型號:KLMCG4JETD-B041,三星 eMMC 64G

6.3、NOR FLASH

美國芯成 IS25WP512M-RHLA3 512Mb

7、MCU芯片

MCU芯片在自動駕駛域控制器中扮演著重要的角色。MCU，即微控制器單元，是一種集成了處理器核心、內(nèi)存、輸入輸出接口等功能的微型計算機。在自動駕駛域控制器中，MCU芯片負責實時計算、數(shù)據(jù)采集和控制等任務(wù)。常用的MCU芯片型號有恩智浦的S32K系列、英飛凌的AURIX TC3X7系列和Renesas的RH850系列。MCU芯片可以通過CAN總線、以太網(wǎng)和SPI等與SOC芯片進行通信。

TC397芯片在此域控制器中的功能：負責整車控制和整車數(shù)據(jù)交互。

英飛凌AURIX TC397簡介

TC397屬于英飛凌 AURIX 2G系列產(chǎn)品，該系列MCU具備多達六核的高性能架構(gòu)，美國內(nèi)核的時鐘頻率最高達300MHz,科實現(xiàn)高速的計算能力；在存儲方面，該系列產(chǎn)品最大支持16MB Flash,并具有A/B切換功能，可以便捷的實現(xiàn)空中下載軟件更新功能--SOTA；在功能安全方面，該系列MCU最多配備了4個鎖步核，符合ISO 26262功能安全D級；且還內(nèi)置了硬件加密模塊-HSM，非常使用自動駕駛領(lǐng)域。

TC397特點

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8、加串/解串芯片芯片

8.1、MAX96712

MAX96712簡介

MAX96712解串器將GMSL2或GMSL1串行輸入轉(zhuǎn)換為MIPI CSI-2 D-PHY或C-PHY格式的輸出。該設(shè)備允許每個鏈路在轉(zhuǎn)發(fā)時同時傳輸雙向控制信道數(shù)據(jù)視頻傳輸正在進行中。MAX96712可以使用行業(yè)標準同軸電纜或STP互連來容納多達四個遠程傳感器。每個GMSL2串行鏈路在正向方向上以3Gbps或6Gbps的固定速率工作，在反向方向上以187.5Mbps的固定速率操作。在GMSL1模式下，MAX96712可以與第一代3.12Gbps或1.5Gbps的GMSL1串行器配對，或者在GMSL2模式下與GMSL2串行器操作高達3.12Gbps。

MAX96712支持視頻數(shù)據(jù)的聚合和復制，使來自多個遠程傳感器的數(shù)據(jù)流能夠組合并路由到一個或多個可用的CSI-2輸出。數(shù)據(jù)也可以路由使得來自單個GMSL輸入的多個流能夠獨立地路由到不同的CSI-2輸出。或者，可以使用幀級聯(lián)將來自多個傳感器的數(shù)據(jù)同步并組合在復合超幀內(nèi)的單個CSI-2流中。CSI-2接口支持使用C-PHY或D-PHY的2x 4通道和4x 2通道配置。

提供了各種外圍通信選項，用于靈活的本地寄存器訪問和遠程設(shè)備編程。三個I2C/UART端口支持并行或隧道式遠程外圍通信的冗余本地和遠程內(nèi)部寄存器訪問。另外還提供了兩個SPI端口作為到遠程外圍設(shè)備（GMSL2）的隧道接口。

MAX96712特點

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MAX96712四路獨立輸入和輸出的系統(tǒng)圖

8.2、MAX9296A

MAX9296A解串器將單個或雙串行輸入轉(zhuǎn)換為MIPI CSI-2輸出。該設(shè)備在GMSL1或GMSL2模式下運行。MAX9296A還發(fā)送和接收側(cè)信道數(shù)據(jù)，實現(xiàn)前向路徑視頻和雙向控制數(shù)據(jù)的全雙工傳輸，成本為50? 同軸電纜或100? STP電纜應符合GMSL2或GMSL1信道規(guī)范。

?MAX9296A實物圖

MAX9296A兩個獨立運行的視頻源框圖

8.3、UB953

UB953簡介

DS90UB953-Q1 串行器屬于 TI FPD-Link III 器件系 列，旨在支持高速原始數(shù)據(jù)傳感器，包括 2.3MP/60fps 成像器以及 4MP/30fps 攝像頭、衛(wèi)星雷達、激光雷達 和飛行時間 (ToF) 傳感器。該芯片提供 4.16Gbps 正 向通道和超低延遲的 50Mbps 雙向控制通道，并支持 單根同軸 (PoC) 或 STP 電纜進行供電。DS90UB953- Q1 具有先進的數(shù)據(jù)保護和診斷功能，可支持 ADAS 和 自動駕駛。在結(jié)合配套解串器的情況下，DS90UB953- Q1 可提供精確的多攝像頭傳感器時鐘和傳感器同步。

UB953特點

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UB953典型應用

9、以太網(wǎng)/交換機芯片

9.1、SJA1105Q

簡介

SJA1105P/Q/R/S旨在為自動以太網(wǎng)交換機提供一種成本優(yōu)化且靈活的解決方案。SJA1105P/Q變體是SJA1105/T的功能增強型，即插即用替代品。在SJA1105R/S變體中，其中一個端口提供SGMII功能。這些設(shè)備可以用于需要SGMII與主機處理器連接的應用程序，或者需要級聯(lián)多個設(shè)備的應用程序。

SJA1105P/Q/R/S安全可靠的汽車千兆以太網(wǎng)交換機系列通過改進的安全相關(guān)功能、擴展的接口選項和ISO 26262 ASIL-A合規(guī)性擴展了SJA1105/SJA1105T[1]交換機的功能。

SJA1105P/Q/R/S是一款5端口汽車以太網(wǎng)交換機，支持IEEE音頻視頻橋接（AVB）和時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）標準。五個端口中的每一個都可以單獨配置為以10/100/1000 Mbit/s操作。此功能提供了將任何快速/千兆/光學PHY或MCU/MPU連接到任何端口的靈活性。外部PHY的示例是NXP半導體公司（[2]和[3]）的TJA1100和TJA1102 IEEE 100BASE-T1PHY。

所有SJA1105P/Q/R/S變體都提供了新的幀白名單/黑名單、端口可達性和地址學習限制功能，通過將數(shù)據(jù)處理限制在已知幀和數(shù)據(jù)源，并防止錯誤或惡意數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，提高了交換機的安全性。

更新后的MII/RMII/RGMII接口提供擴展的IO電壓，如1V8和3V3 RGMII。此外，/R和/S變體上可用的SGMII接口擴展了交換機的連接選項。/P和/Q變體沒有SGMII端口并與SJA1105/SJA1105T開關(guān)保持100%引腳兼容。

SJA1105P/Q/R/S交換機系列是根據(jù)ISO 26262標準開發(fā)的。ASIL-A合規(guī)性降低了安全關(guān)鍵ECU的設(shè)計負載。如有要求，可提供其他文件，包括安全手冊。

這些交換機與IEEE AVB標準兼容。/Q和/S變體支持擴展的TSN功能，如802.1Qbv。NXP原始AUTOSAR驅(qū)動程序和AVB SW堆棧可用于該系列。

SJA1105框圖

SJA1105的每個端口可以獨立配置為10/100 Mbit/s MII/RMII或10/100/1000Mbit/s RGMII操作。SJA1105R/S上的SGMII端口可配置用于10/100/1000 Mbit/s操作。SPI從接口提供設(shè)備寄存器訪問主機處理器。

SJA1105P/Q/R/S以太網(wǎng)交換機連接到PHY和主機處理器的系統(tǒng)圖

9.2、以太網(wǎng)芯片

RTL9010AA

簡介

RT9010是一款低噪聲、低損耗的產(chǎn)品，具有高達300mA的電源能力和上電復位功能。通過從2.5V到5.5V的輸入操作，輸出電壓的范圍是從1.2V到3.6V。

RT9010具有2%的精度、極低的壓降（240mV@300mA）和極低的接地電流。關(guān)閉電流接近零電流，適用于電池電源設(shè)備。其他功能包括電流限制、超溫、輸出短路保護。

RT9010具有短路熱折回保護功能。當發(fā)生輸出短路（VOUT<0.4V）時，RT9010將其OTP跳閘點從165°C降低到110°C，為最終用戶提供最大的安全性。

特點

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10、電源模塊

電源管理模塊也是自動駕駛域控制器中的重要組成部分。電源管理芯片負責管理整個系統(tǒng)的電源供應和電量管理，保證各個組件正常工作。

10.1? MC33PF 8100A0ES

簡介

PF81/PF82 PMIC系列專為高性能處理應用而設(shè)計，如娛樂中控、車載信息服務(wù)、儀表板、汽車網(wǎng)絡(luò)、ADAS、視圖和傳感器融合。

提供兩個版本來滿足不同的市場需求：

帶功能安全的PF82，符合ISO 26262標準，為ASIL-B (D)汽車應用提供強大而靈活的解決方案。

PF81是該產(chǎn)品的基礎(chǔ)版本，具有電源管理和數(shù)字控制功能，沒有功能安全，適用于不需要符合ASIL-B規(guī)范的系統(tǒng)。

8100A0ES框圖

特點

10.2、355584

①、簡介

TLF35584是一款多輸出系統(tǒng)電源，適用于安全相關(guān)應用，通過在較寬輸入電壓范圍內(nèi)高效靈活的前/后穩(wěn)壓器概念提供5V-μC、收發(fā)器和傳感器。由于開關(guān)頻率范圍較廣，因此在效率和小型過濾器組件的使用方面可以進行優(yōu)化。用專用參考穩(wěn)壓器為ADC供電，提供獨立于μC負載的步驟，并可用作2個獨立傳感器電源的跟蹤源。靈活的狀態(tài)機、包括計時器在內(nèi)的喚醒概念，以及備用調(diào)節(jié)器都有助于用戶在眾多應用程序中進行選擇使用。

②、特點

10.3、MPF5024AMMA0ES

電源管理芯片 MPF5024AMMA0ES

簡介

PF5024集成了多個高性能降壓調(diào)節(jié)器。它可以作為負載調(diào)節(jié)器IC的獨立點操作，也可以作為較大PMIC的配套芯片操作。

內(nèi)置一次性可編程（OTP）存儲器存儲關(guān)鍵的啟動配置，大大減少了通常用于設(shè)置輸出電壓和調(diào)節(jié)器序列的外部組件。調(diào)節(jié)器參數(shù)可在啟動后通過高速I2C進行調(diào)整，為不同的系統(tǒng)狀態(tài)提供靈活性。

PF5024是一種電源管理集成電路（PMIC），設(shè)計用于主電源管理i.MX8和S32V系列NXP高端多媒體應用處理器的構(gòu)建塊。它也是能夠為高端i.MX6系列以及幾個非NXP處理器提供電源解決方案。

特征

降壓調(diào)節(jié)器

–SW1至SW4：0.4 V至1.8 V；2500毫安

–動態(tài)電壓縮放

–可配置為多相調(diào)節(jié)器

–SW2上的VTT終止模式

–可編程電流限制

–開關(guān)頻率的擴頻和手動調(diào)諧

PGOOD輸出和監(jiān)視器

–全局PGOOD輸出和PGOOD監(jiān)視器

–每個調(diào)節(jié)器的獨立PGOOD輸出

每個調(diào)節(jié)器的獨立啟用輸入

通過可配置的輸入/輸出同步引腳實現(xiàn)時鐘同步

系統(tǒng)功能

–PMIC快速啟動

–用于無縫處理器接口的高級狀態(tài)機

–高速I2C接口支持（最高3.4 MHz）

–用戶可編程的待機和關(guān)閉模式

–可編程軟啟動序列和斷電序列

–可編程調(diào)節(jié)器配置

用于設(shè)備配置的OTP（一次性可編程）存儲器

符合ASIL B安全級別的監(jiān)控電路

–具有可編程故障保護的獨立電壓監(jiān)測

–先進的熱監(jiān)測和保護

–外部看門狗監(jiān)控和可編程內(nèi)部看門狗計數(shù)器

–I2C CRC和寫保護機制

–模擬內(nèi)置自檢（ABIST）

據(jù)了解該電源芯片已經(jīng)停產(chǎn)。

#03?? 方案成本預估

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BOOM成本大約3000元。

審核編輯：黃飛