四轮计算机的相同与不同，娱乐与安全缺一不可

（魏德龄/文）近年来，尽管汽车的外观依旧是人们熟悉的所谓两厢或三厢，但走进汽车内部，却能感受到巨大变化，无论是10万以下车型，还是超豪华车型，传统的机械式仪表盘、中控台都在变成两块、或是一块相连的屏幕，甚至副驾驶处也拥有了一块属于自己的屏幕。

从实体仪表到液晶屏幕的背后是汽车电子化程度的快速增加，据中国汽车工业协会统计数据显示，2022年，平均每辆燃油车芯片使用量为934颗，而智能电动汽车芯片使用量更是达到了1459颗。

在MWC上海2023现场的意法半导体（ST）展台的显要位置，专门以全透明的方式来展现出智能座舱的内部构造，呈现出了电子化如何为种种功能起到的助力作用。这套配备人机交互屏幕、车内娱乐系统、LED仪表板、抬头显示器(HUD)等功能的智能座舱模型，不仅能够通过如真车座舱屏幕般进行触控体验，还以全透明的方式将支撑这一三屏联动的工程开发板对外进行呈现，内部包括了如电源管理 IC（L5965，L5963等）、汽车微控制器 (SPC58)、音频放大器 (HFDA801A)、数字音频广播（TDA7707，STA710，STA800）、GNSS接收器芯片(STA8100GA)和惯性测量单元(ASM330LHHX)等关键部件。

也正是上述这些器件的存在，带来了如今汽车在娱乐性上的巨大飞跃。

畅享娱乐的四轮计算机

汽车之所以在如今会被一些人称作是四个轮子的计算机，既因为其电子化程度的提升，更因为其通过硬件能力的提升，软件定义为娱乐体验带来的大幅升级，在汽车中观看视频、唱唱卡拉OK、听听串流音频都变成了日常操作，用户对于车辆的音频需求也变得水涨船高。

在ST展示的这一智能座舱内部的开发板中，内嵌的汽车音频解决方案，丰富的数字和模拟输入汽车级AB类和D类音频功率放大器，涵盖了多种输入电压范围和多种通道数配置选择，能满足从低端到高端的汽车音频应用需求。

“基于我们的Class AB和Class D音频功放产品通过8通道、12通道、16通道、20通道、甚至30通道组合搭配，在整车内配置高、中、低音、重低音喇叭。可以为用户提供7.1.4声道的影音级音效体验。”意法半导体汽车电子部门市场经理徐啸峰介绍。

谈起车内音频体验，其实收音机功能也不得不提，即便在能够连接互联网的时代，很多驾驶员在行驶时偶尔也会打开交通广播进行收听，或是通过体育台来收听赛事直播。而在欧美很多地区，由于蜂窝网络覆盖问题，收音机功能的使用需求更大，这也考验不少国内汽车厂商在出海时对于海外收音机功能的支持能力。

本次MWC上海2023上展示的智能座舱的开发板中，就配置了一套全球化的数字音频广播方案。该芯片组不仅能支持国内AM/FM广播，还能支持DAB，DRM，HD Radio等国外数字广播。采用了先进的数字信号处理技术，芯片组的音频接收质量十分优异，同时还降低了在恶劣信号条件下的音频干扰，例如在信号很弱的场地和多信道干扰很强的地区（高山和建筑物的反射）。为国内新能源汽车出海提供了完整的收音机方案。

谈到娱乐性，很多智能手机用户会对“四轮计算机”产生这样一种疑虑，那就是会不会像手机一样，在享受高品质娱乐体验的同时，也会影响到续航能力。徐啸峰对于这一问题给出的答案是“不会”。以本次展示的开发板中的音频功放产品为例，其产品效率可以达到90%以上，而高性能低功耗和更小的芯片体积也将会成为包括智能座舱在内的整个智能汽车市场的发展方向。

四轮计算机首先是车

无论是四轮计算机，还是四轮移动设备，由于四轮的存在，其必然先得是一个汽车，这就意味着在芯片层面的要求也越升至了车规等级。

“移动芯片与汽车芯片最大的不同在于可靠性，因为汽车的工作环境更加恶劣。”徐啸峰表示。例如，汽车在北方行驶时可能要面对零下40度的气温，赤道地区又要面对高温考验，电子产品可能会因为高温或低温暂时罢工，但用户不会因此过于敏感，但对于汽车而言，短暂的罢工将可能面临的是对生命的威胁。“产品的稳定性、安全性、可靠性非常重要。”徐啸峰强调。

ST自研的BCD工艺同样已经在汽车行业深耕了几十年，可大幅降低功率耗损，提高系统性能，减小芯片封装体积，并具有更好的可靠性。例如ST的L5965是一款高集成度，多路电压输出的汽车级电源管理芯片，在BCD技术的加持下，片上集成两个降压稳压器均可直接连接汽车电瓶，无需中间适配电路。可以支持ASIL-B汽车功能安全等级，满足各种电源设计需求。

据徐啸峰介绍，ST的大量产品均获得了AEC-Q100车规认证，最高工作温度可达125度。在高可靠性、安全性上，ST的产品具备明显的优势。

本次开发板中的导航模块内置了ST的GNSS接收器芯片(STA8100GA)和惯性测量单元(ASM330LHHX)。

其中STA8100GA是一颗多频点全星座的卫星导航定位接收芯片。包括了GPS，北斗，伽利略，格洛纳斯等卫星导航系统，支持L1，L2，L5等频点。通过了车规AEC-Q100认证，最高工作温度可达105度。ASM330LHHX具有3轴数字加速度计和3轴数字陀螺仪，并搭载了AI算法的机器学习内核。在-40°C至+105°C工作温度内具有高稳定性以及出色的性能检测精度，非常适合用于远程信息处理和航位推算应用以及车与车无线信息交换（V2X) 和冲击检测。

与本次智能座舱整体解决方案一同展出的还有P-BOX系统解决方案，可为L2以上自动驾驶提供安全可靠的精准定位，精度达到了厘米级。这一参考设计能够帮助汽车厂商实现城市多种复杂场景的车道级精准定位为高级别智能驾驶保驾护航，即使在最具挑战的 GNSS环境中，ST P-Box依然可以输出安全可靠的精准位置信息，从而带来更安全的保障。

实际上，目前大量整车品牌及相关产业链厂商均与ST有着合作关系，通过与客户建立的沟通交流合作，让ST能够深入的了解客户，市场的需求，并提供相应的产品。甚至基于客户需求，为客户开发客制化芯片。ST的芯片正在为众多汽车带来全新的体验升级，并且安全可靠。

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