方案解讀 | X9SP 單芯片艙泊一體

隨著“智能化平權(quán)”的到來，市場競爭日趨白熱化，車廠對于通過座艙和智駕功能集成實現(xiàn)系統(tǒng)降本有了更高的需求。

芯馳科技以單座艙芯片X9SP實現(xiàn)了智能座艙與泊車功能的深度融合，實現(xiàn)了多屏聯(lián)動流暢無卡頓、語音指令秒級響應、環(huán)視影像實時校準、DMS面部特征毫秒級追蹤；同時還實現(xiàn)泊車軌跡厘米級規(guī)劃，在保障行車安全的基礎(chǔ)上，讓自動泊車系統(tǒng)可智能規(guī)避盲區(qū)障礙，完成復雜場景下的精準停泊。目前，基于X9SP的艙泊一體解決方案已獲得多家客戶認可和合作。

本文將從技術(shù)架構(gòu)、功能實現(xiàn)、場景創(chuàng)新三大維度，深度解讀 X9SP 單芯片艙泊一體方案如何面向跨域融合、技術(shù)降本等趨勢，為車企提供一體化的高效、可靠、經(jīng)濟的解決方案。

1. 艙泊一體產(chǎn)品解決方案的價值

• 用戶體驗升級
  交互便捷性：智能座艙通過語音控制、多模交互（觸覺、視覺、生物識別）等技術(shù)簡化操作，減少駕駛分心風險。例如，某新能源車型通過動態(tài)氛圍燈與大屏聯(lián)動打造沉浸式體驗，語音交互可控制座艙行為。
  場景化功能：座艙逐漸演變?yōu)椤暗谌臻g”，支持娛樂（如KTV、觀影）、健康監(jiān)測（座椅調(diào)節(jié)、暈車舒緩）等功能，滿足用戶在通勤、短途旅行中的多樣化需求。
  個性化服務(wù)：基于AI大模型，座艙可主動感知用戶需求，提供自然對話、智能推薦等服務(wù)，提升情感化交互體驗。
• 技術(shù)集成與生態(tài)拓展
  硬件創(chuàng)新：大屏化、多屏聯(lián)動（如30英寸以上屏幕）、AR-HUD、電子后視鏡等技術(shù)普及，Mini LED/AMOLED顯示技術(shù)逐步量產(chǎn)。
• 功能與成本優(yōu)化
  功能集成：傳統(tǒng)泊車與座艙功能分屬不同域控制器，而艙泊一體通過硬件集成實現(xiàn)算力共享，降低部署成本30%以上，同時提升泊車精度和成功率。
  安全認證：通過ASIL-B功能安全認證，確保泊車功能的安全性，例如某供應商支持1公里自動泊車并兼容記憶泊車等高階功能；

2. 技術(shù)方案架構(gòu)

2.1 X9SP 產(chǎn)品介紹

X9SP 是 X9系列核心旗艦產(chǎn)品，是面向智能座艙與跨域融合場景設(shè)計的全場景車規(guī)級SoC芯片，具備高性能和高可靠性，特別適用于艙泊一體的解決方案。

• 算力配置：
  CPU資源：100K DMIPS
  雙GPU架構(gòu)：儀表與中控域硬件隔離，無虛擬化開銷，支持跨域冗余算力調(diào)用
  NPU：8TOPS算力，同步支持DMS/OMS與APA算法并行部署
  ISP：1Gpixel/s處理能力，支持Camera RawData調(diào)優(yōu)
  VPU：多格式編解碼能力，最高支持4K@60fps
• 安全架構(gòu)：
  獨立安全島：可替代外置MCU，按照ISO 26262 ASIL D功能安全設(shè)計，部署泊車控制、超聲感知處理和泊車數(shù)據(jù)交換處理邏輯。
  接口支持：雙路CANFD，xSPI可掛載OSPI/QSPI。
  軟件架構(gòu)：AutoSAR+FuSalib框架，提供功能安全監(jiān)測能力。
• 軟硬件兼容：
  ?與上一代X9HP保持Pin-to-Pin兼容架構(gòu)，并采用同一套軟件基線，支持車型快速升級與量產(chǎn)，大幅縮短開發(fā)周期。

2.2 單芯片艙泊一體方案

2.2.1 方案概覽

X9SP創(chuàng)新性實現(xiàn)“艙泊一體”架構(gòu)，通過硬件集成方式將座艙域（中控/儀表/車載娛樂/語音交互/應用生態(tài)）與泊車域（APA自動泊車/環(huán)視影像/DVR行車記錄/DMS駕駛員監(jiān)測）功能統(tǒng)一部署在單一計算平臺。該架構(gòu)依托內(nèi)置安全域處理車身信息并采用片內(nèi)總線與應用域進行傳感器數(shù)據(jù)流的交互，對比傳統(tǒng)外置MCU方案，既保障了安全可靠又實現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)的簡化與性能優(yōu)化。

2.2.2 核心優(yōu)勢

X9SP單芯片艙泊一體方案通過SoC級集成重構(gòu)汽車智能化架構(gòu)，核心優(yōu)勢包括：

• 座艙域整合：單芯片承載IVI/3D儀表/HUD多模態(tài)交互環(huán)境，實現(xiàn)座艙系統(tǒng)復雜度與硬件成本雙降低。
• 交互范式升級：融合觸控/語音/視覺多模交互通道，構(gòu)建直覺化人機界面。
• 泊車算法融合：采用多傳感器融合架構(gòu)（視覺+雷達），實現(xiàn)全場景泊車精度優(yōu)化。
• 控制架構(gòu)革新：內(nèi)置MCU構(gòu)建集成式控制單元，消除外置控制單元依賴，提升系統(tǒng)實時性與可靠性。

2.3 X9SP + E3118 整車艙泊方案

2.3.1 方案概覽

在考慮客戶需求進行艙泊一體系統(tǒng)的升級時，我們提供了一種基于芯馳X9SP單芯片的解決方案。如果客戶更偏好傳統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，我們還有芯馳X9SP與芯馳E3118的組合方案。此方案不僅保留了X9SP的強大處理能力，還通過E3118 MCU增強了系統(tǒng)的靈活性和可靠性，確保技術(shù)路線的平穩(wěn)過渡。這種組合方式既能滿足客戶對高性能的追求，又兼顧了傳統(tǒng)SoC+MCU架構(gòu)的優(yōu)勢，為系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)提供了更靈活的選擇。

2.3.2 芯片模塊資源分工

• E3118
  提供1.5K DMIPS計算能力，部署控制、超聲算法，具備169個可用IO、8路CANFD和6路SPI接口資源。
  通過CAN總線與底盤控制器（EPS/IPB/VCU/EPB）進行通信控制。
  12路USS信號通過SPI轉(zhuǎn)接，支持DSI3接口的雷達傳感器數(shù)據(jù)獲取。
• X9SP
  通過SPI與Ethernet接口與E3118通信。
  支持4路130W AVM環(huán)視攝像頭（Serdes接口接入）。
  執(zhí)行視覺算法、數(shù)據(jù)融合、規(guī)劃處理及AI運算，實現(xiàn)3D HMI交互。

2.3.3 核心優(yōu)勢

1.高效協(xié)同與性能優(yōu)化

• 接口通信優(yōu)化：采用SPI和Ethernet組合接口替代傳統(tǒng)SPI+UART方案，結(jié)合X9SP構(gòu)建的VLAN內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制，提升帶寬能力與實時處理精度。
• 芯片協(xié)同機制：通過高速接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與功能聯(lián)動，強化系統(tǒng)響應能力和穩(wěn)定性。

2.擴展性與集成設(shè)計

• 多功能I/O集成：E3118集成高密度I/O資源（169個IO/8路CANFD/6路SPI），兼容多種外圍設(shè)備接入需求，并通過SPI轉(zhuǎn)接支持12路USS信號處理，提升超聲波傳感系統(tǒng)的適配性與信號精度。
• E3118支持Ethernet，可以與SoC、PC通過Ethernet Switch互聯(lián)，使用統(tǒng)一的調(diào)試接口。

3.架構(gòu)創(chuàng)新價值

• 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化：相較傳統(tǒng)智駕芯片+外置MCU方案，通過雙芯片深度協(xié)同降低硬件復雜度，縮減部署成本與維護成本。
• 傳輸效率提升：建立芯片間直連通信通道，消除冗余數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，增強系統(tǒng)實時性。
• 技術(shù)生態(tài)統(tǒng)一：基于同平臺SoC+MCU架構(gòu)，實現(xiàn)工具鏈與技術(shù)棧的標準化，降低系統(tǒng)迭代與維護的技術(shù)門檻。

3. 功能實現(xiàn)

3.1 軟件架構(gòu)

我們以 X9SP+E3118 整車艙泊方案進行說明。

X9SP 單芯片泊車算力分配如下

1.整體架構(gòu)與功能分擔：

AP1 (Android)：在泊車場景下，AP1負責3D HMI的渲染，通過共享內(nèi)存從AP2獲取AVM拼接后的數(shù)據(jù)進行UI合成和顯示。在非泊車場景下，AP1主要負責IVI功能，如3D車模、3D VPA、地圖導航、語音交互等。

AP2 (QNX/Linux)：在泊車場景下，AP2部署AVM算法，利用其NPU和GPU資源進行圖像處理和拼接渲染。在非泊車場景下，AP2處理儀表顯示、3D ADAS顯示、OMS算法等，確保駕駛信息的實時性和準確性。AVM拼接后的數(shù)據(jù)通過共享內(nèi)存提供給AP1。

MP R5 (SSDK)：直接連接4路環(huán)視Camera，快速獲取圖像數(shù)據(jù)，為AVM算法提供原始數(shù)據(jù)支持。

E3118(MCAL/SSDK): 部署控制、超聲算法，接入12路USS信號，與底盤控制器（EPSIPBVCUEPB）通信，實現(xiàn)車身信息獲取與車輛控制功能。

2.資源優(yōu)化與性能提升：

計算資源分配：AP1和AP2分別配置了70K DMIPS和30K DMIPS的CPU計算能力，AP2擁有8.4TOPS的NPU+VDSP，確保了復雜算法的高效執(zhí)行。GPU資源在AP1和AP2上各有115GLFOPS，支持高質(zhì)量的圖形渲染和顯示。

數(shù)據(jù)流動與協(xié)同工作：通過共享內(nèi)存機制，AP1和AP2實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸和共享。E3118 MCU通過Ethernet將數(shù)據(jù)傳輸給AP1，確保了傳感器數(shù)據(jù)和車身信息的實時性。

3.系統(tǒng)可靠性與擴展性：

硬件隔離：采用硬隔離架構(gòu)，確保了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，各功能域獨立運行，減少了系統(tǒng)崩潰的風險。

擴展接口：E3118 MCU通過CAN總線與車輛控制單元連接，提供了豐富的擴展接口，支持未來功能的添加和系統(tǒng)的升級。

4.用戶體驗與應用場景：

泊車輔助：通過AVM算法和3D HMI的結(jié)合，提供直觀的泊車引導，提升泊車安全性和便利性。

駕駛輔助：OMS算法和3D ADAS顯示在AP2上運行，提供實時的駕駛輔助信息，增強駕駛安全。

3.2 模塊分工

上述框圖展示了芯馳 X9SP+E3118 艙泊一體軟件架構(gòu)設(shè)計中，各個軟件模塊的分工，具體細節(jié)描述如下

• E3118
  負責車輛控制及超聲算法開發(fā)，集成驅(qū)動層與算法應用層。
  實現(xiàn)與X9SP SoC 的泊車數(shù)據(jù)交互協(xié)議。
  由APA算法廠商主導開發(fā)。
• X9SP
• AP2系統(tǒng)(QNX/Linux)
  Tier1負責硬件設(shè)備驅(qū)動開發(fā)：Network通信模塊、DNN推理框架、Camera圖像處理鏈路、AVM環(huán)視系統(tǒng)。
  APA算法廠商主導上層算法部署：泊車路徑規(guī)劃、多傳感器數(shù)據(jù)融合、視覺感知算法適配。
• AP1系統(tǒng)(Android)
  Tier1負責應用層開發(fā)：原生泊車APP、實時3D圖形渲染引擎。

3.3 系統(tǒng)交互機制

1.數(shù)據(jù)鏈路

• Serdes接口傳輸多路攝像頭數(shù)據(jù)至SoC。
• DNN模塊執(zhí)行圖像識別與決策生成。
• 處理結(jié)果同步至APA控制單元和AVM環(huán)視系統(tǒng)。

2.控制鏈路

• MCU E3118解析執(zhí)行SoC下發(fā)的車輛控制指令（轉(zhuǎn)向/制動/檔位等）。

3.4 開發(fā)支撐體系

• 基于x86架構(gòu)的遠程調(diào)試工具鏈，支持SoC與MCU的聯(lián)合調(diào)試。

3.5 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作

• 芯馳：提供X9SP/E3118 SDK，含硬件抽象層與OS適配組件。
• APA算法廠商：聚焦泊車核心算法開發(fā)（APA/AVM）。
• Tier1：實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動層開發(fā)、安卓應用層開發(fā)及車廠定制化需求落地。

4. 場景創(chuàng)新

4.1 泊車功能陳列

通過上圖可以看到，X9SP艙泊一體泊車系統(tǒng)的功能方案包括：

• 自動識別車位：系統(tǒng)能夠通過攝像頭和傳感器自動識別周圍的空車位，無論是垂直、斜向還是平行車位。
• 車位選擇：用戶可以從系統(tǒng)識別出的多個車位中選擇一個合適的車位進行泊車。
• 自動泊車啟動：選擇車位后，系統(tǒng)會自動計算最佳泊車路徑，并開始執(zhí)行泊車動作。
• 泊車過程監(jiān)控：在泊車過程中，系統(tǒng)實時監(jiān)控車輛與車位邊緣的距離，確保安全準確地停入車位。
• 泊車完成提示：車輛成功停入車位后，系統(tǒng)會發(fā)出提示音并在顯示屏上提示泊車完成。
• 用戶界面與控制：系統(tǒng)提供一個直觀的用戶界面，顯示泊車過程中的各項信息，并允許用戶控制泊車系統(tǒng)的啟動和停止。
• 無需用戶干預：在整個泊車過程中，用戶無需手動操作，系統(tǒng)自動完成所有泊車動作。
• 安全性與便捷性：系統(tǒng)通過自動化技術(shù)減少用戶的操作復雜度，提高泊車的安全性和便捷性。

4.2 泊車功能對標

通過對比，可以看到X9SP泊車功能在整體方案上具有更高的靈活性和場景覆蓋能力：

• 泊入場景全覆蓋與靈活選擇：在劃線庫位和空間庫位泊入中，X9SP均能實現(xiàn)基本的泊入操作，并在垂直庫位場景下支持車頭/車尾雙向泊入，為用戶提供更多選擇。同時，在部分特殊場景（如斜列雙邊）中，通過順魚骨尾入、逆魚骨頭入等策略，突破了競品的局限性。
• 泊出及自定義泊車能力：X9SP不僅在泊入方面具備全面能力，在泊出場景（包括劃線和空間庫位各類型）也實現(xiàn)了功能覆蓋，并且支持尾入頭出、頭入尾出等多種泊出方式。此外，還引入了自定義泊車功能，進一步滿足用戶多樣化需求。
  X9SP在泊車功能上實現(xiàn)了從泊入到泊出、從標準庫位到特殊場景的全鏈路覆蓋，憑借靈活的進退泊策略和自定義功能，形成了明顯的差異化競爭優(yōu)勢。

5. 結(jié)語

隨著“智能化平權(quán)”的持續(xù)升級，艙泊一體方案不僅只是帶來技術(shù)集成的創(chuàng)新，更是對汽車電子電氣架構(gòu)變革的深度響應。通過打破座艙與泊車的功能邊界，可持續(xù)助力車企以更低成本、更高效率實現(xiàn)智能化升級，并為未來中央計算架構(gòu)的全面落地奠定基礎(chǔ)。

在“軟件定義汽車”轉(zhuǎn)向 “AI 定義汽車”的新時代，芯馳以全棧技術(shù)能力與生態(tài)協(xié)同優(yōu)勢，持續(xù)推動中國智能汽車產(chǎn)業(yè)走向全球前沿；接下來，芯馳將繼續(xù)推出 AI 座艙的深度產(chǎn)品技術(shù)解讀，敬請期待。