榮威RX5 MAX版智駕域控制器拆解分析

以下文章來源于汽車電子與軟件，作者程序員Kevin

上汽榮威RX5 MAX版域控制器的設計方案是上汽與TTTech的合資公司創(chuàng)時智駕。榮威RX5 MAX擁有3個毫米波雷達、6個全高清攝像頭和12個超聲波雷達。

#01 智能駕駛域控制器外觀結(jié)構(gòu)

自駕域控制器外殼正面圖

自駕域控制器外殼背面圖

#02 智能駕駛域控制器接口

上圖為創(chuàng)時智駕域控制器電源、CAN、GPIO和千兆以太網(wǎng)端子接口圖

上圖為創(chuàng)時智駕攝像頭和天線端子圖

#03 智能駕駛域控制器PCB板

PCB正面圖

PCB背面圖

#04 智駕域控制器系統(tǒng)組成

創(chuàng)時智駕此款域控制器采用了1顆德州儀器的DRA829作為主控SOC，負責感知、規(guī)劃等算法實現(xiàn)載體；存儲芯片由1顆三星的EMMC芯片和1顆DDR4芯片組成；解串器采用了1顆美信的MAX96718和MAX96722；以太網(wǎng)芯片采用的是恩智浦的JA1101A；電源管理芯片采用的是1顆德州儀器TPS6594、2顆美信MAX20087和1顆德州儀器LM5143；CAN總線驅(qū)動芯片采用的是恩智浦的TJA1043。下面將詳細解釋各芯片的特征及作用。

4.1、SOC芯片

4.1.1、DRV829簡介

DRV829 處理器是基于不斷發(fā)展的 Jacinto 7 架構(gòu)，面向 ADAS 和自動駕駛車輛 (AV) 應用，基于 TI 在 ADAS 處理器市場上十多年的先進地位所積累的廣泛市場知識而構(gòu)建。在以符合功能安全標準為目標的架構(gòu)中，獨特的 高性能計算、深度學習引擎、信號和圖像處理專用加速器的組合使DRA829 器件非常適合多種工業(yè)應用，例如：機器人、機器視覺、雷達等等。DRA829 以業(yè)界卓越的功耗/性能比為傳統(tǒng)和深度學習算法提供高性能計算，并具 有很高的系統(tǒng)集成度，從而使支持集中式 ECU 或獨立傳感器中多種傳感器模式的高級汽車平臺實現(xiàn)可擴展性和更 低的成本。關(guān)鍵內(nèi)核包括具有標量和矢量內(nèi)核的下一代 DSP、專用深度學習和傳統(tǒng)算法加速器、用于通用計算的 最新 Arm 和 GPU 處理器、集成式下一代成像子系統(tǒng)（ISP）、視頻編解碼器、以太網(wǎng)集線器以及隔離式 MCU 島。所有這些都由汽車級安全硬件加速器提供保護。

4.1.2、DRA829在域控制器中的作用

①、感知處理：DRA829通過集成的高性能處理器和數(shù)字信號處理器（DSP）可實現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)的實時處理和融合，用于目標檢測、目標識別、車道偏離警告、行人識別等功能。它可以處理來自相機、毫米波雷達、超聲波傳感器等多種傳感器的數(shù)據(jù)。

②、數(shù)據(jù)傳輸和存儲：DRA829具備高速數(shù)據(jù)傳輸和存儲能力，支持多通道高速數(shù)據(jù)接口如Ethernet、USB、CAN等，用于實時接收和傳輸傳感器數(shù)據(jù)。此外，TDA4還支持高容量存儲設備，可以保存大量的車載數(shù)據(jù)以進行離線分析和后處理。

③、決策與規(guī)劃：DRA829配備了高性能的人工智能處理器，可以進行實時的決策與規(guī)劃。它可以通過深度學習模型對環(huán)境進行預測和分析，生成安全、高效的路徑規(guī)劃和動態(tài)決策，以實現(xiàn)自動駕駛車輛的導航和行駛控制。

④、安全性保障：DRA829具備多重安全機制，包括硬件加密、蜂窩通信安全、系統(tǒng)完整性檢查等功能。它可以確保敏感數(shù)據(jù)的安全傳輸和存儲，提升自動駕駛系統(tǒng)的安全性能。

4.1.3、特點

框圖

4.2、存儲芯片

4.2.1、LDDR4-K4FBE3D4HM

K4FBE3D4HM簡介

存儲容量大?。?2GB

讀寫速度：4266 Mbps

作用：

①、LPDDR4可提供快速的存儲訪問速度和高帶寬，自動駕駛系統(tǒng)需要實時地感知和分析車輛周圍的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括圖像、雷達數(shù)據(jù)等。LPDDR4的高速讀寫能力可以加快數(shù)據(jù)在存儲器和處理器之間的傳輸速度，從而提高系統(tǒng)的響應速度和實時性能。

②、LPDDR4具有低功耗的特點。自動駕駛系統(tǒng)需要長時間穩(wěn)定運行，且通常在嵌入式環(huán)境中工作，散熱和功耗控制是必不可少的考慮因素。LPDDR4的低功耗設計可以減少控制器的能耗，延長電池壽命，并減少散熱問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

③、LPDDR4支持高密度存儲和大容量內(nèi)存，自動駕駛系統(tǒng)需要存儲和管理大量的地圖數(shù)據(jù)、車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史控制信息等。LPDDR4的高密度存儲能力可以滿足這些需求，并保證數(shù)據(jù)的高速讀寫和處理性能。

特點

4.2.2、eMMC KLM8G1GETF

KLM8G1GETF-B041簡介

存儲容量大?。?4GB

作用：

①、此EMMC芯片是用于存儲控制器的固件和操作系統(tǒng)的主要介質(zhì)之一。主控制器的固件和操作系統(tǒng)會被燒錄到EMMC芯片中，以便在啟動時從芯片中加載。這樣可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和一致性，并使控制器能夠快速啟動。

②、EMMC芯片還負責存儲和管理控制器中的運行代碼。自動駕駛控制器需要處理大量的數(shù)據(jù)和復雜的算法，運行的程序?qū)τ趯崟r性和性能要求非常高。EMMC芯片提供了快速的數(shù)據(jù)讀取和寫入速度，可以有效地執(zhí)行控制器的運行代碼，并確?？刂破鞯恼＿\作。

③、EMMC芯片還用于存儲和管理控制器的數(shù)據(jù)。自動駕駛系統(tǒng)需要實時記錄并存儲多種傳感器數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)和其他重要數(shù)據(jù)，以支持實時決策和改進算法。EMMC芯片提供了大容量的存儲空間和高速度的數(shù)據(jù)讀寫能力，能夠滿足自動駕駛控制器對數(shù)據(jù)存儲的要求

4.3、加串/解串芯片芯片

4.3.1、美信MAX96722

簡介

MAX96722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。該設備允許每個鏈路在進行前向視頻傳輸時同時傳輸雙向控制信道數(shù)據(jù)。MAX96722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和在反向方向上以187.5Mbps的固定速率操作。在GMSL1模式下，MAX96722可以與第一代3.12Gbps或1.5Gbps的GMSL1串行器配對，或者與GMSL1中的GMSL2串行器進行高達3.12Gbps的運算模式。

MAX96722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)也可以基于虛擬信道ID進行路由，從而使來自單個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2x4通道和4x2通道配置。

特點

框圖

4.3.2、美信MAX96718

與MAX96722性能相似，未找到詳細芯片手冊！

4.4、以太網(wǎng)/交換機芯片

TJA1101簡介

TJA1101是一款符合100BASE-T1標準的以太網(wǎng)PHY，專為網(wǎng)關(guān)、IP攝像頭鏈路、駕駛員輔助系統(tǒng)和骨干網(wǎng)絡等汽車用例而優(yōu)化。該設備通過兩條非屏蔽雙絞線提供100Mbit/s的傳輸和接收能力，支持至少15m的電纜長度。

TJA1101專為汽車堅固性和ISO 26262，ASIL Acompliance而設計，同時將功耗和系統(tǒng)成本降至最低。由于符合ASIL-A標準，已經(jīng)實施了足夠的安全功能，以確保在系統(tǒng)級別滿足ASIL要求。

特點

框圖

TJA1101的框圖如下圖所示。100BASE-T1部分包含100BASE-T-1標準中規(guī)定的功能塊，這些功能塊構(gòu)成了傳輸和接收信號路徑的物理編碼子層（PCS）和物理介質(zhì)附件（PMA）層。MII/RMII接口（包括串行管理接口（SMI））符合IEEE802.3第22條。

為模式控制、寄存器配置、中斷控制、系統(tǒng)配置、復位控制、本地喚醒、遠程喚醒、欠電壓檢測和配置控制定義了附加塊。定義了許多與電源相關(guān)的功能塊：用于數(shù)字核心的內(nèi)部1.8V調(diào)節(jié)器、用于睡眠模式的極低功率（VLP）電源、復位電路、電源監(jiān)控和禁止控制。

PHY的操作所需的時鐘信號在PLL塊中生成，從外部晶體或振蕩器輸入信號導出。

引腳捆扎允許許多默認PHY設置（例如，主或從配置）在通電時進行硬件配置。

4.5、電源管理芯片

4.5.1、TPS6594

TPS6594-Q1具有5個降壓轉(zhuǎn)換器和4個LDO且適用于汽車安全相關(guān)應用的電源管理IC。

特點

功能框圖

4.5.2、MAX20087

MAX20087簡介

雙/四通道攝像機電源保護器；業(yè)界唯一的ASIL級攝像機保護器，通過I2C提供診斷。美信旗下共有4款相機電源診斷芯片：MAX20086、MAX20087、MAX20088、MAX20089。

MAX20086–MAX20089雙/四攝像頭功率探測器IC為四個輸出通道中的每個通道提供高達600mA的負載電流。每個輸出都單獨保護ed免受對蓄電池短路、對地短路和過電流情況的影響。IC在3V至5.5V電源和3V至15V攝像頭電源下工作。在300mA時，輸入到輸出的電壓降僅為110mV（典型值）。

IC提供啟用輸入和I2C接口，以讀取設備的診斷狀態(tài)。板載ADC能夠讀取通過每個開關(guān)的電流。符合ASIL B和ASIL D標準的版本支持讀取另外七個診斷測量值 通過ADC，確保高故障覆蓋率。

MAX20086–MAX20089分別包括每個輸出通道上的超溫停機和過電流限制。所有設備的設計環(huán)境溫度為-40°C至+125°C。

特點

4.5.2、MAX20087

#05 方案成本預估

此方案硬件成本在1500左右！