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芯构全场景,舱享新体验-意法半导体智能座舱整体解决方案介绍
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2025 年 12 月 18 日,在第七届 AI 智能座舱与显示技术大会上,意法半导体汽车市场部门市场经理徐啸峰介绍到,意法半导体在汽车领域深耕三十余年,积累了深厚的技术底蕴和量产经验,当前致力于从整体系统层面为客户提供支持,产品覆盖汽车全应用场景。

面对汽车软件定义及跨域融合趋势,意法半导体推出 Stellar G 系列 MCU,集成多样化功能,如以太网交换、PCM 存储技术等,满足大型域控制器及中央计算架构需求。徐啸峰提到,意法半导体的核心产品还有音频功放、收音机模块、GNSS 卫星定位芯片、电源产品,MEMS 以及图像传感器等。其中,音频功放产品矩阵完备,支持高功率输出;收音机采用软件定义架构,便于 OTA 升级;GNSS 芯片升级至多星座多频段;电源产品具备多路输出及诊断功能;MEMS 传感器在整车中应用广泛,具备低功耗优势。最新的图像传感器可应用于 DMS 和 OMS 二合一。

徐啸峰丨意法半导体汽车市场部门市场经理

以下为演讲内容整理:

意法半导体公司介绍

意法半导体在汽车领域深耕三十余年,在汽车半导体领域积累了深厚的技术底蕴和量产经验。当前,意法半导体的目标不仅限于为各方提供单一产品的解决方案,更希望从整体系统层面为客户提供支持,助力客户加速产品落地和迭代升级。

当前,汽车正加速向软件定义方向发展。通过软件定义来规划整体算力,软件需求将大幅增长,这不仅对 SoC 提出更高要求,对 MCU 等的要求也同步提升。此外,跨域融合趋势明显,ADAS、智能座舱等领域正逐渐融合。

从整车电子电气架构视角来看,整车正从以往基于 ECU 的小型域控制器架构,向大型域控制器乃至中央计算的整体架构演进。在此背景下,座舱已不再局限于独立的区域控制器角色,而是需与 ADAS、车身域控制器等实现深度融合,同时需规划以太网骨干网络的数据流量交换机制,以此为乘客提供更为直观、优质的整车体验。

图源:演讲嘉宾素材

意法半导体产品介绍

针对座舱、ADAS 以及 ZCU 等新型架构,意法半导体推出了一款全新的 Stellar G 系列 MCU。从存储容量到代码配置,再到外围接口的选择,意法半导体均提供了多样化的选项,产品矩阵丰富多元。目前 G7、G6 系列已实现量产,其中 G7 系列可配备六个内核。

为顺应智能化发展趋势,意法半导体在产品中融入了诸多 AI 功能,既包含硬件层面的 AI 功能,也涵盖边缘计算相关的软件算法,并将这些功能集成至 MCU 内部。

首先是在 MCU 内部集成了以太网交换功能,支持 TSN 协议;其次,该 MCU 支持 PCM 存储技术,读写速度较传统 Flash 快 4.5 倍;此外,其外围接口丰富多样,除 CAN、LIN 接口外,还新增了对 PCIe 接口的支持;另外还配备了路由加速模块、音频处理模块等功能组件。并支持原生虚拟机技术,可为跨域处理提供更高的安全性保障。

功能安全方面,意法半导体配备有相应 PMIC 产品,以实现可靠的电源供电,且能够支持达到 ASIL D 级功能安全等级。同时产品具备节能特性,支持低功耗模式。

音频功放也是意法半导体的核心产品之一。当前,音频功放对于提升座舱体验的需求量日益增大。意法半导体的产品矩阵完备,可全面覆盖车载应用场景,包括座舱内功放应用,以及需要更大音频输出功率的外置功放应用。

目前意法半导体主要推出两类特色产品。第一种是 AB 类功放产品,该功放支持数字输入,无需额外 DAC 支持。AB 类功放具备多重优势,一是可有效降低成本;而是音质表现更佳;三是具有小型化、设计简便的特点。

第二种是 D 类功放产品,涵盖不同通道数及输出功率等级,能为用户带来卓越的音效体验。针对当前整车对音效的高要求,如低音炮扬声器对每通道输出功率需达到 100 多瓦,意法半导体均已推出相应产品以满足市场需求。此外,意法半导体正研发一款 48V 系统的功放,预计未来会实现量产。

收音机部分也是意法半导体的特色产品之一。意法半导体将收音机处理模块,尤其是数字收音机部分算法集成到 SoC 中,通过软件方式实现相关功能。这种设计有几大优势,一是有助于降低成本;二是便于后续通过 OTA 进行升级,无需对硬件进行额外改动。

意法半导体的产品能够全面满足全球收音机需求,不仅支持国内 AM/FM 频段,还兼容国外数字收音机标准,包括 DAB,DRM,SDR 等数字音频广播,以及背景扫描、无缝切换等功能。

GNSS 是意法半导体的卫星定位芯片产品,自 2005 年起步研发,历经多年发展,已从单星座单频段升级至如今的多星座多频段。2025 年,意法半导体全新推出了 TESEO VI 系列产品。工艺技术层面,采用 PCN Flash 技术,并运用了当前最先进的 28nm 制程工艺。

电源产品方面,意法半导体提供 PMICs 及 SBCs 系列产品,其特色在于具备多路输出功能,并搭载诊断功能,可确保整个系统运行更为安全。

此外还有 MEMS 产品,在汽车领域得到了广泛认可。当前,MEMS 产品在整车中的应用趋势愈发明显,其应用场景不断拓展,涵盖导航、整车哨兵模式,主动降噪,以及座舱和 ADAS 等领域。意法半导体的 MEMS 产品在长时间工作状态下具备低功耗优势,未来部分产品还将内置 AI 核心,以进一步拓宽产品应用范围。

意法半导体还有与座舱紧密相关的图像传感器产品。一款名为 VB56G4A,专为驾驶员监测系统应用设计。该产品可对驾驶员进行实时监控,包括面部表情、眼睛状态、头部转向等,以侦测驾驶员是否存在嗜睡或分心等情况。另一款是 VB/VD1940,除具备驾驶员监测系统功能外,还集成了乘客监测系统功能,可记录乘客相关信息,例如车内儿童监测,以及发生危险时的状况记录等,实现全方位监测。

分布式以太网音频方案上,意法半导体将整个音频功放模块集成至座舱及 ZCU 内部,并借助以太网进行音频数据传输。由于 MCU 具备以太网功能且内置音频模块,因此能够通过以太网传输音频数据,构建起环网新型架构。

在传统汽车音频架构中,座舱与外置功放盒通过 A2B 总线连接,外置功放再通过喇叭线连接至车内各个扬声器。而在新架构中,得益于功放已集成至 ZCU 内部,意法半导体采用环网形式进行音频传输。

这种架构具备许多优势。第一,由于音频信号均通过以太网传输,可省去 A2B 总线;第二,功放到扬声器的线束数量减少、重量减轻;第三,无需将散热集中于外置功放盒区域,而是通过 ZCU 分散至各个 ZCU 协同处理,有效改善散热效果。该方案可帮助客户节省超过 50 美元的成本。

针对该方案,部分客户存在一定顾虑,为此意法半导体制作了相关 Demo 并开展实验进行验证。以 48K 采样率、24bit 的音频信号进行测试, 10 通道功放产品的以太网总线负载仅为 1.4%;32 通道功放产品的以太网总线负载未超过 4%。关于 CPU 负载对 MCU 音视频处理能力的影响,在以太网架构下,意法半导体整体的音视频总线处理负载率约为 3.1%。

另一项客户高度关注的是以太网音频的延时问题。延时涉及两个链路,一是从座舱端的麦克风延伸至 ZCU 功放,再传输至扬声器;二是在 ZCU 内部,针对如路噪消除等应用场景所采用的特定架构。由此产生两种延时情况,其中一种传统延时时长为 1.1mm,经与众多客户沟通,目前该延时水平能够满足客户需求。

当前,意法半导体在音频功放端推出了全新的低延时产品 HFDA80D,可进一步降低整体链路延时约 400 μ s,该架构有助于客户在技术层面实现成本优化。

(以上内容来自意法半导体汽车市场部门市场经理徐啸峰于 2025 年 12 月 17-18 日在第七届 AI 智能座舱与显示技术大会发表的《芯构全场景,舱享新体验 - 意法半导体智能座舱整体解决方案介绍》主题演讲。)

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