CN111332231A - 汽车用智能座舱系统及使用该系统的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车用智能座舱系统，该系统包括车载信息娱乐系统、数字化虚拟仪表系统、左后座娱乐系统、右后座娱乐系统、车载导航仪系统和高散热SOC芯片，所述智能座舱系统通过高散热SOC芯片与上述五个子系统相连接。所述SOC芯片在封装中使用复合材料使得具有特别好的散热效果。

Description

汽车用智能座舱系统及使用该系统的汽车

技术领域

本发明属于汽车领域，具体属于汽车电子技术领域，其涉及一种汽车用智能座舱系统以及使用该系统的汽车。

背景技术

车载娱乐系统支持多种音频、视频的输入，诸如CD/DVD、USB/SD卡和iPod播放器等有线设备的连接，并且支持蓝牙/WiFi等无线网络的连接，支持GPS导航模块，支持前方/后方摄像头视频输入和移动数字电视接收等。用户对系统音效处理的要求也更加丰富，甚至要达到家庭影院的效果。同时，随着汽车电子技术的迅速发展，车载娱乐系统也在不断升级，伴随着功能不断增多增强，车载电子系统变得越来越复杂。这些复杂的车载娱乐媒体系统基本都依赖于SOC芯片。

随着集成电路工艺朝着亚微米或纳米级的飞速发展，当前如何降低集成电路的功耗和提高散热是一个非常重要的问题。功耗问题和散热问题制约着芯片性能的进一步提高，并且增加了集成电路的成本，为了降低芯片由于集成度和性能的快速增长而导致的不断增加功耗。低的能量消耗可以节约封装成本，延长移动便携设备的电池寿命。因此，对低功耗和高散热设计技术的研究和应用是未来进行芯片设计的重要方向。

目前的很多SOC芯片在千万门以上的集成度和千兆赫兹时钟频率的条件下，将有数十瓦乃至上百瓦的功耗，巨大的功耗将使芯片的温度增加，给芯片的可靠性方面带来问题。随着功耗问题在深亚微米和纳米工艺条件的系统设计中的瓶颈效应日益显现，低功耗设计是SOC芯片设计面临的主要挑战。

CN106814666A(本发明人的在先申请)公开了一机多屏的智能座舱系统，包括车载信息娱乐系统、数字化虚拟仪表盘、左后座娱乐系统、右后座娱乐系统、车载导航仪、SOC芯片和MCU芯片，其特征在于：所述智能座舱系统通过一颗SOC芯片与上述五个子系统相连接，接收各子系统发送的信息，并对各子系统进行控制，从而将上述五个子系统整合成一套统一的智能座舱系统。通过引用将该专利文献的全部内容并入本文。

CN107933458A公开了一种车载多媒体控制系统，所述车载多媒体控制系统包括：原车多媒体装置、升级多媒体装置以及原车操作装置，所述原车操作装置连接所述升级多媒体装置，所述升级多媒体装置连接所述原车多媒体装置；所述原车操作装置，用于接收用户输入的当前操作指令，将所述当前操作指令发送给所述升级多媒体装置；所述升级多媒体装置，用于对所述当前操作指令进行类型判断，在所述当前操作类型属于预设操作类型时，将所述当前操作指令发送至所述原车多媒体装置，在所述当前操作指令不属于预设操作类型时，对所述当前操作指令进行响应；所述原车多媒体装置，用于接收所述升级多媒体装置发送的当前操作指令，并对所述当前操作指令进行响应。

CN104483687A公开了一种汽车多媒体装置，其包括操作模块和运行模块，操作模块包括主机系统、串口单元、控制单元、直流电源、外接天线和无线通讯模块，控制单元分别连接串口单元、直流电源、外接天线和无线通讯模块，主机系统连接串口单元，所述的无线通讯模块包括天线单元、接收单元、数据接口和计算机，天线单元连接接收单元，接收单元连接数据接口，数据接口连接计算机。

CN103287348A公开了一种汽车多媒体装置，其包括显示单元、控制单元、检测单元和信号单元，所述显示单元连接所述控制单元，所述检测单元连接所述检测单元，所述信号单元连接所述显示单元，所述显示单元用于多媒体画面显示和触摸控制，所述控制单元用于根据所述检测单元检测的结果关闭或开启所述显示单元，所述信号单元用于根据显示单元触控结果发出对应信号到外部多媒体计算机。

CN207489012U公开了一种SOC芯片，其中SOC芯片包括：非接模块协处理器和非接通信模块，非接通信模块，与非接模块协处理器电连接，包括初步唤醒模块和时钟数据恢复模块；初步唤醒模块，与非接模块协处理器电连接，用于检测SOC芯片所在射频场的场强，于检测到场强大于预设值时，向非接模块协处理器发送第一唤醒指令；非接模块协处理器，与时钟数据恢复模块电连接；时钟数据恢复模块，用于根据第一唤醒指令进入工作状态，提取输入射频信号的时钟信号，并根据时钟信号向非接模块协处理器发送唤醒指示信号；非接模块协处理器，还用于根据唤醒指示信号确定是否对SOC芯片进行唤醒。

CN107391232A公开了一种系统级芯片SOC及SOC系统，属于数据加密处理技术领域，所述SOC包括：一个或多个核；内部安全内存，其位于SOC内部，所述内部安全内存通过内部安全内存接口进行初始化，并将数据从处理器存储在所述内部安全内存内部。

CN202110536U公开了一种支持多种显示屏的SOC芯片，所述SOC芯片包括微处理器控制器模块和电子书显示屏控制模块，其特征在于，所述电子书显示屏控制模块包括用于控制不同模式的电子书显示屏EPD面板的至少两个电子书显示屏控制器。

KR2013-0027658A公开了一种半导体器件包括片上系统(SOC)和至少一个宽输入/输出存储器件，该SOC包括分别提供彼此独立的输入/输出通道的多个SOC凸块组，该至少一个宽输入/输出存储器件被堆叠在该片上系统上以通过所述SOC凸块组向/从该片上系统发送/接收数据，所述SOC凸块组被如此布置并且该至少一个宽输入/输出存储器件被如此配置，以使得所述宽输入/输出存储器件之一可以被安装到该SOC上以连接至所有SOC凸块组，或者使得两个宽输入/输出存储器件可以被安装到该SOC上，每个宽输入/输出存储器件分别连接至一半的SOC凸块组。

KR2015-0138892A公开了一种用于控制混合动力车辆的电池充电状态(SOC)的方法，包括以下步骤：由控制器基于对于所述车辆的各个速度的驱动模式和所述车辆的倾斜度，确定所述车辆的驱动负载；由所述控制器基于所述驱动负载和主电池SOC状态确定校准值；以及由所述控制器基于所述校准值根据两个驱动负载模式调节辅助电池SOC状态，所述两个驱动负载模式包括高负载模式和低负载模式。

JP2015-032487A公开了一种能够直观地掌握当前的SOC及与SOC的变化相对应的行驶模式的变更的混合动力车辆的SOC显示装置。具有EV行驶模式和HV行驶模式的混合动力车辆的SOC显示装置具有显示设备，其显示有根据SOC的增减进行移动的移动标识和沿移动标识的移动范围而配置的固定标识。

“SoC芯片设计方法及标准化”，章立生等，《计算机研究与发展》，2002，39(1):1-8，指出随着集成电路技术的迅速发展，集成电路已进入系统级芯片(SoC)设计时代，SoC芯片的集成度越来越高，单芯片上的集成度和操作频率越来越高，投放市场的时间要求越来越短，为了实现这样的SoC芯片，设计者越来越依赖于IP模块的重用，为此介绍了SoC IP模块和片上总线结构的标准化，讨论了基于C/C++扩展类库的系统级描述语言和基于平台的SoC设计方法。

在现有技术中，虽然意识到功耗密度的增加，会使芯片温度升高，从而对电路的可靠性产生影响。然而，基本均是仅从芯片的结构设计着手来降低SOC芯片的功耗。实际上，芯片的结构设计受到诸多因素的局限，单从芯片结构设计(例如逻辑机构的优化)入手难以克服芯片集成度的快速增加所产生的功耗和热量，往往为了节约功耗而不得不牺牲一定的芯片性能。现有技术缺乏应对这种问题的综合手段。

本领域需要一种有效降低SOC芯片功耗、提高SOC芯片散热性能且不降低其性能的方法，以及需要一种使用所述SOC芯片的汽车用智能座舱系统。

发明内容

为了解决SOC芯片的高度集成所带来的功耗和散热问题，本发明人经过深入研究和大量试验，在先前专利申请的基础上，通过与高校和科研院所多方联合研发，将芯片结构设计和封装技术(包括封装材料的选择和使用)有机结合起来，通过良好的散热来降低器件失效率，从而减少SOC芯片的能量消耗，进而有效解决了上述问题。

在本发明的一方面，提供了汽车用智能座舱系统，该系统包括：车载信息娱乐系统(即子系统)、数字化虚拟仪表系统(即子系统)、左后座娱乐系统(即子系统)、右后座娱乐系统(即子系统)、车载导航仪系统(即子系统)和高散热SOC芯片(即芯片子系统)；所述智能座舱系统通过高散热SOC芯片与上述五个子系统相连接，接收各子系统发送的信息，并对各子系统进行控制，从而将上述五个子系统整合成一套统一的智能座舱系统；所述智能座舱系统通过不同的虚拟机分别控制不同的显示屏和/或数字仪表，使得不同的显示设备可以同时显示不同的内容；以及，任选地，所述高散热SOC芯片包含数字裸片和Flash裸片，所述数字裸片和Flash裸片以堆叠方式封装在一起。

优选地，所述高散热SOC芯片使用散热封装材料进行封装。使用该散热封装材料代替传统的塑料进行封装的高散热SOC芯片，能够使热量及时散出，从而减少温度的蓄积和温度的升高。

本领域已知，由于功耗密度的增加，芯片温度将会升高，从而对电路的可靠性产生影响。芯片温度升高还会引发热载流子、电迁移等许多问题，还会会引起电子线路出现短路或断路。一般说来，如果芯片的温度每升高10度，那么器件的可靠性会降低一半。过大的功耗会对系统的可靠性产生很大的影响，过高的功耗会导致系统温度的上升，温度的升高同时会使系统的失效率上升。研究表明，温度大于85摄氏度的时候，系统温度每增加10摄氏度，系统的失效率将会增加1倍。集成电路会消耗大量的能量，这些能来绝大部分将会变成热量散发出来，所以为了保证芯片的正常工作温度，一定要采用有效的散热技术。这就需要花费大量的成本来解决芯片的冷却和封装问题来避免芯片发热。

有报道将封装从塑料变为陶瓷，然而，由于封装专用陶瓷本身就比较昂贵，更重要地，陶瓷的刚性给封装工艺带来极大的难度，在高度集成的SOC芯片中工艺难度将会更大，导致封装的价格将会出现4倍以上的增长。目前采取的另一个办法是，当芯片的功耗高于50W时，增加散热风扇来散热。但是，散热风扇的使用在汽车坐舱系统中具有非常大的局限先，首先是空间的局限性，另外汽车电控系统中本身来就是高热环境，热量难以散出，此外设散热风扇的可靠性较低且耗电较大，不适合对可靠性要求高且供电能力弱的车用环境。

为此，本发明提供了所述高散热封装材料及其制备方法。优选地，所述散热封装材料为有机-无机复合材料。更优选地，所述有机-无机复合材料为氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的复合物。

优选地，在所述复合物中，氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的重量比为(1:10)-(1:1)，优选(1:10)-(1:5)。

优选地，所述氧化铍陶瓷粉末的平均粒径为5nm-80nm，更优选10-50nm。

优选地，所述氧化铍陶瓷粉末的颗粒均匀地嵌入在聚(双酚A-co-表氯醇)的聚合物网络中。

优选地，所述聚(双酚A-co-表氯醇)的重均分子量为35,000-50,000，优选40,000-45,000。

优选地，所述聚(双酚A-co-表氯醇)为缩水甘油封端。

在一个优选实施方案，所述复合物可通过如下方法制得：将聚(双酚A-co-表氯醇)溶于正丁醇和甲苯(优选1:1重量比)的共溶剂中，充分搅拌制得聚合物溶液，然后按比例加入氧化铍陶瓷粉末(或者加入氧化铍陶瓷粉末在正丁醇和甲苯的共溶剂中的胶体溶液)，在室温下充分搅拌，直到聚合物溶液和氧化铍陶瓷粉末混合均匀，然后蒸发除去溶剂，即得氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的复合物。

更优选地，所述氧化铍陶瓷粉末的颗粒表面用丙酸进行了改性，即，所述氧化铍陶瓷粉末为颗粒表面用丙酸改性的氧化铍陶瓷粉末。

所述改性优选通过如下方法进行：将丙酸(优选过量)加入到氧化铍陶瓷粉末中，在室温下搅拌12-24小时，然后通过离心收集形成的沉淀物，得到湿滤饼，并用乙酸乙酯洗涤以除去多余的丙酸，将经丙酸改性的未经干燥的氧化铍陶瓷粉末的湿滤饼加入到重量比为1:1的正丁醇和甲苯的共溶剂中，将其超声处理，使氧化铍陶瓷粉末完全分散到正丁醇和甲苯的共溶剂中，然后蒸发除去共溶剂，得到经丙酸改性的氧化铍陶瓷粉末；或者，可以不除去共溶剂，得到氧化铍陶瓷粉末胶体溶液，该胶体溶液可以直接用于制备氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的复合物。

本发明人经过研究发现，要想获得合适的热导率和封装效果，氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的用量优选在所述范围内。研究表明，随着氧化铍陶瓷粉末比例的增加，氧化铍陶瓷粉末颗粒平均间距减小，降低了传热阻力，显著提高热导率，然而该封装材料的可塑性和可加工性明显降低，严重限制了封装材料的适用范围，导致其难以用于本发明的SOC芯片结构的封装，且增加了工艺成本。而氧化铍陶瓷粉末比例降低时，则无法起到有效的导热作用。经测试发现，对于本发明的用作散热封装材料的有机-无机复合材料，当氧化铍陶瓷粉末含量为20％时，封装材料的热导率就可以达到0.979W/(m·K)，比不加入所述氧化铍陶瓷粉末的有机硅灌封材料提高了约570％。本发明的这种有机-无机材料的协同配合显著提高了封装材料的热导率且几乎不影响可加工性，本发明兼顾了热导率和可加工性的良好平衡，这样的效果是先前所没有预料到的。

研究还发现，当使用丙酸改性的氧化铍陶瓷粉末时，比未改性的氧化铍陶瓷粉末能够取得更好的效果，例如热导率可以提高60％以上。如图2所述，当氧化铍陶瓷粉末用丙酸改性时，表面的羟基与聚(双酚A-co-表氯醇)的羟基形成了氢键，从而显著提高了氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的结合性能，这种结合力的增加提高了复合效果，从而有利于氧化铍陶瓷粉末颗粒的分散，并且可以防止二者之间的离析，因此显著提高了导热效果。

优选地，本发明的SOC芯片包含处理器arm模块(例如arm7模块)，JTAG同步模块，SRAM模块，EMI模块，定时器模块timer，通用串口控制器UART，专用串口控制器SUART，中断控制器模块，功耗管理模块，数据接收模块和Flash模块。其中，arm模块，JTAG同步模块，SRAM模块，EMI模块，定时器模块timer，通用串口控制器UART，专用串口控制器SUART，中断控制器模块，功耗管理模块，数据接收模块可以集成形成数字裸片(也可以认为是集成在数字裸片上)，所述Flash模块可以为Flash裸片(也可以认为是集成在Flash裸片上)。

就本发明的汽车用智能座舱系统而言，优选地，所述高散热SOC芯片包含1个数字裸片和2个Flash裸片，所述2个Flash裸片分别置于数字裸片的两侧。

优选地，所述SOC芯片包含芯片输入输出管脚(即IO Pad)和电源线/地线管脚(即P/G Pad)，其中每隔1-2个IO Pad插入一个P/G Pad。

本领域已知，芯片的功耗分布主要受IO Pad排布、P/G Pad的数量以及设置位置的影响。当IO Pad排布确定后，一般会基于优化时序特性的考虑，将与IO信号相关的逻辑单元放置于该IO Pad的附近。如果IO Pad连续放置而附近又没有P/G Pad的话，很容易因为局部电流需求过大造成该区域电源供电不足，进而引起功能失效，反而会导致更高的电耗。为了保证良好的供电，现有的工艺一般是每隔3-5个IO Pad插入一个P/G Pad。然而，本法人发现，随着SOC集成度的提高，这种P/G Pad的设置密度已经不能特别有效地满足供电要求，尽管人们想到采用更高密度的P/G Pad设置，但是，过大的设置密度会导致发热量显著提高，现有的封装材料无法满足高密度设置，因此一般都是每隔3-5个IO Pad插入一个P/G Pad。由于本发明采用上述高导热效果的封装材料代替传统的塑料例如硅胶封装材料，使得允许采用较高的P/G Pad的设置密度，从而能够满足SOC芯片高度集成化的要求。

优选地，所述SOC芯片还包含多个IP硬核(或IP模块)，所述IP硬核布局在芯片的四周。

优选地，所述述SOC芯片还包含电源管理模块和门控时钟模块。

门控时钟技术对于功耗降低特别关键。随着深亚微米集成电路和系统SOC芯片的迅速发展，单芯片电路的规模不断增大，使得控制芯片功耗成为本领域的主要挑战之一。而电源管理模块对于功耗降低也特别有意义，其通常需要和门控时钟模块联用才能有效降低功耗。为此，本发明采用了如下电源管理模块和门控时钟模块设置方式：由电源管理模块实现芯片的动态功耗控制，其管理各SOC芯片其余各模块的门控时钟模块的开关，通过关闭当前未使用模块的时钟输入来减少功耗。

例如，在本发明的SOC芯片中，可以共有3个通用串口控制器UART，3个专用串口控制器SUART，定时器模块timer，数据接收模块等8个模块，它们受电源管理模块经由门控时钟模块来控制关断，这几个模块间为弱耦合关系，可以在一个模块工作的同时，其他模块实施关断，例如当数据接收模块工作时，其他模块可以处于关断状态。

更优选地，为了动态地管理功耗，在8个模块的时钟之前设计了8个门控时钟(可以按照常规汇编逻辑进行设计)。通过门控时钟的开启，实现若干模块工作而其余模块的关断，从而动态地管理功耗，实现功耗的降低。

优选地，就本发明的汽车用智能座舱系统而言，所述智能座舱系统采用虚拟化技术，对SOC芯片的硬件资源进行虚拟化，将物理资源抽象成虚拟资源池，然后对虚拟资源进行分割，并根据用户需求，在虚拟资源池上创建若干个虚拟机，每个虚拟机中运行不同的操作系统，每个虚拟机负责控制一个子系统，从而实现基于同一套硬件平台实现对五个不同子系统的控制功能。

优选地，所述智能座舱系统还包括MCU芯片，通过MCU芯片与车载的各类总线和信息传递部件相连接，完成各类通信信号的接收、发送和预处理，充当SOC芯片的通信前端机，减轻SOC芯片的负载，并且所述SOC芯片支持CPU和GPU硬件虚拟化加速，以增强各虚拟机的计算能力。

优选地，所述智能座舱系统还设置有中控模块，中控模块连接触摸显示屏，以及所述智能座舱系统设置有无线互联控制模块，用于连接车载终端和智能设备，将智能设备的显示界面共享到车载终端并实现对智能设备的控制。

优选地，所述智能座舱系统设置有无线充电模块，通过无线传输方式为智能座舱系统提供电源。

优选地，所述无线充电模块包含可充电电池子模块和电子控制子模块，所述可充电电池子模块与智能坐舱系统电连接以向其供电。更优选地，所述电子控制子模块具有第一天线，该第一天线与汽车供电系统(例如汽车电机)的第二天线耦合，使得该电子控制子模块使用无线充电信号为所述可充电电池子模块充电。更优选地，所述电子控制子模块可以控制耦合的时间和耦合的程度。

优选地，所述第一天线和所述第二天线各自包括铁氧体罐形磁芯预制棒和围绕所述铁氧体罐形磁芯预制棒的心轴设置的螺线管。

在无线充电模块100工作期间，SOC芯片106周期性地监视可再充电电池子模块108的充电状态。SOC芯片106经由双向数据通信链路112将可再充电电池子模块108上的充电状态周期性地发送到电子控制子模块102。电子控制子模块102经由双向数据通信链路112从SOC芯片106接收关于可再充电电池子模块108上的充电状态的定期更新。电子控制模块102识别可再充电电池子模块108上的充电状态并将可再充电电池子模块108上的充电值与阈值进行比较。在一个示例方式中，阈值是完全充电的电池上的电荷的80％。如果可再充电电池子模块108上的电荷值已经下降到阈值以下，则电子控制子模块102确定电池需要被充电。如果电池需要充电，则电子控制子模块102经由无线充电链路114将充电信息无线地发送到SOC芯片106，并同时打开耦合以实现充电。可再充电电池子模块108可以给座舱系统110供电。因此，该示例可以实现非连续充电，其中充电信号不是始终以无线方式传输，而是基于可再充电电池子模块108的充电状态非连续地传输。

所述充无线充电模块克服了有线充电系统造成的电池过充，并且能够给座舱系统的设计带来更高的自由度。此外，所述充电状态为非连续地传输方式，这种方式可以节约电能，能够有效减少汽车中有限的电能的浪费。此外，通过在无线充电模块中设置再充电电池子模块，能够有效保障座舱的供电系统稳定。如果直接连接到汽车的供电系统，会导致汽车在用电高峰供电不足，并且汽车供电系统的电压通常不稳定，会给具有较丰富功能因而功耗较高的座舱系统造成性能波动或损坏。此外，还可以减轻汽车供电系统的蓄电池的负荷，尤其是峰值负荷。

此外，本发明的无线充电模块由于与SOC芯片实现了智能互通和控制，可以提高供电性能和SOC芯片性能的良好互补和适配性。

在本发明的另一方面，提供了一种汽车，其包含前述汽车用智能座舱系统。更优选地，该汽车为电动汽车。

为了便于理解，本发明术语解释如下：HUD：平视显示器(Head Up Display)，是目前普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器。平视的意思是指飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要信息。平视显示器最早出现在军用飞机上，降低飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识(Situation Awareness)的掌握。因为HUD的方便性以及能够提高飞行安全，民航机也纷纷跟进安装。现在，汽车上也普遍采用平视显示器，以方便汽车驾驶员在不用低头看仪表的情况下，即可获知重要的驾驶信息。

ECU：ECU(Electronic Control Unit电子控制单元)，汽车上电子/电气系统(E/E)数量不断的增加，一些高端豪华轿车上有多达70多个ECU，其中安全气囊系统、制动系统、底盘控制系统、发动机控制系统以及线控系统等都是安全相关系统。当系统出现故障的时候，系统必须转入安全状态或者转换到降级模式，避免系统功能失效而导致人员伤亡。失效可能是由于规范错误(比如安全需求不完整)、人为原因的错误(比如：软件bug)、环境的影响(比如：电磁干扰)等等原因引起的。为了实现汽车上电子/电气系统的功能安全设计，道路车辆功能安全标准ISO 26262于2011年正式发布，为开发汽车安全相关系统提供了指南，该标准的基础是适用于任何行业的电子/电气/可编程电子系统的功能安全标准IEC 61508。

ASIL：(Automotive Safety Integration Level，汽车安全完整性等级)，ISO26262标准中对系统做功能安全设计时，前期重要的一个步骤是对系统进行危害分析和风险评估，识别出系统的危害并且对危害的风险等级——ASIL等级进行评估。ASIL有四个等级，分别为A、B、C、D，其中A是最低的等级，D是最高的等级。然后，针对每种危害确定至少一个安全目标，安全目标是系统的最高级别的安全需求，由安全目标导出系统级别的安全需求，再将安全需求分配到硬件和软件。ASIL等级决定了对系统安全性的要求，ASIL等级越高，对系统的安全性要求越高，为实现安全付出的代价越高，意味着硬件的诊断覆盖率越高，开发流程越严格，相应的开发成本增加、开发周期延长，技术要求严格。ISO 26262中提出了在满足安全目标的前提下降低ASIL等级的方法-ASIL分解，这样可以解决上述开发中的难点。

IVI：(In-Vehicle Infotainment，车载信息娱乐系统)，是采用车载专用中央处理器，基于车身总线系统和互联网服务，形成的车载综合信息处理系统。IVI能够实现包括三维导航、实时路况、IPTV、辅助驾驶、故障检测、车辆信息、车身控制、移动办公、无线通讯、基于在线的娱乐功能及TSP(Telematics Service Provider)服务等一系列应用，极大的提升了车辆电子化、网络化和智能化水平。

AVB：(Ethernet Audio/Video Bridging，以太网音视频桥接技术)，是一项新的IEEE802标准，其在传统以太网络的基础上，通过保障带宽(Bandwidth)，限制延迟(Latency)和精确时钟同步(Time synchronization)，以支持各种基于音频、视频的网络多媒体应用。AVB关注于增强传统以太网的实时音视频性能，同时又保持了100％向后兼容传统以太网，是极具发展潜力的下一代网络音视频实时传输技术。

AVM：全景泊车影像系统(又名AVM全景式监控影像系统，360度全景摄像头、360度全景影像系统、360度全景泊车系统、360度全景可视系统、360度全景倒车系统)，通过安装在车身前后左右的4个超广角摄像头，同时采集车辆四周的影像，经过普捷利专有的“实时图像畸变还原对接技术”对图像进行畸变还原—视角转化—图像拼接—图像增强等处理，最终形成一幅无缝完整的车周全景鸟瞰图。该系统不但可以显示全景图，还可同时显示任一方向的单视图；驾驶员通过配合标尺线能够准确读出障碍物的位置和距离。

MCU：(Microcontroller Unit，微控制单元)，又称单片微型计算机(Single ChipMicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，甚至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

SOC(System on Chip，芯片级系统)，也称片上系统，意指它是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术，用以实现从确定系统功能开始，到软/硬件划分，并完成设计的整个过程。

本发明通过系统化硬件系统，实现了多套车载电子信息娱乐系统的整合和控制，实现了一机多频的控制模式，并且各显示部件可以同时独立地显示不同的内容。这种设计方案简化了车载电子系统的总体控制架构，降低了设计难度和制造成本，同时也满足了用户的多样化的显示需求，提升了用户体验。统一的简化的硬件结构，为后续的功能扩展奠定了坚实基础。基于该硬件结构，可以打造了下一代座舱系统。

另外，本发明通过使用SOC芯片的新的功耗降低和提高散热的方法，将降低功耗和提高散热有机结合起来，允许SOC芯片具有更高的集成度和运行功率，为座舱系统功能的扩展提高了准许条件。特别地，本发明中，通过特定的散热封装材料的设计，提高了SOC芯片设计的自由度例如接脚的设置方式，使得在不降低SOC芯片性能的情况下，可以提高散热效果，降低散热不佳可能引起的风险。

附图说明

图1是本发明所述汽车用智能座舱系统的框图；

图2是显示本发明的复合物中丙酸改性氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的结合性能的示意图；

图3是显示无线电池充电模块的示例性框图。

具体实施方式

以下是说明本发明的具体实施例和对比例，但本发明并不限于此。

实施例1

参考附图1，显示了本发明的一机多频的智能座舱系统，包括车载信息娱乐系统、数字化虚拟仪表盘、左后座娱乐系统、右后座娱乐系统、车载导航仪、SOC芯片(IntelApollo lake)和MCU芯片。其特征在于，所述智能座舱系统通过一颗SOC芯片与上述五个子系统相连接，接收各子系统发送的信息，并对各子系统进行控制，从而将上述五个子系统整合成一套统一的智能座舱系统。所述智能座舱系统通过虚拟化技术，对SOC芯片的硬件资源进行虚拟化，将物理资源抽象成虚拟资源池，然后对虚拟资源进行分割，根据用户需求，在虚拟资源池上创建2个虚拟机，每个虚拟机中运行不同的操作系统(OS)，一个虚拟机负责控制车载电子娱乐系统(IVI)，另一个虚拟机负责控制数字仪表盘(HUD)，从而实现基于同一套硬件平台实现对上述五个不同子系统的控制功能；所述智能座舱系统通过MCU芯片与车载的各类总线和信息传递部件相连接，完成各类通信信号的接收、发送和预处理，充当SOC芯片的通信前端机，减轻SOC芯片的负载。参见附图1，所述智能座舱系统通过不同的虚拟机分别控制不同的显示屏和/或数字仪表，保证不同的显示设备可以同时显示不同的内容，从而实现以一个硬件平台无缝支持车载信息娱乐系统、数字仪表以及车载导航仪等多个高清屏幕的使用和互动，满足用户多样化的信息显示需求，提升用户体验，所述SOC芯片支持CPU和GPU硬件虚拟化加速，以增强各虚拟机的计算能力，所述智能座舱系统设置有中控模块，中控模块连接触摸显示屏，所述智能座舱系统设置有无线互联控制模块，用于连接车载终端和智能设备，将智能设备的显示界面共享到车载终端并实现对智能设备的控制，所述智能座舱系统设置有无线充电模块，通过无线传输方式为智能设备提供电源。

实施例2

将过量的丙酸50mL加入到4g氧化铍陶瓷粉末(得自江苏鼎启科技有限公司，平均粒径为约15nm)中，在室温下搅拌24小时后，通过离心收集形成的沉淀物作为湿滤饼，并用乙酸乙酯洗涤3次以除去多余的丙酸，将经丙酸改性的未经干燥的氧化铍陶瓷粉末的湿滤饼加入到50g重量比为1:1的正丁醇和甲苯的共溶剂中，将其超声处理1小时，沉淀的固体完全分散到正丁醇和甲苯的共溶剂中，得到经丙酸改性的纳米氧化铍陶瓷粉末颗粒的胶体溶液。

将30g聚(双酚A-co-表氯醇)溶于200mL正丁醇和甲苯的共溶剂中，将前述丙酸改性的在正丁醇和甲苯共溶剂中的纳米氧化铍陶瓷粉末颗粒胶体溶液加入到聚合物溶液中，在室温下均匀，然后在在60℃下除去溶剂，制得氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的复合物。

实施例2

采用MCM封装技术(由盛品电子完成)，使用实施例2制得的复合物对SOC芯片进行封装，封装后的SOC芯片应用在实施例1的座舱系统中，测试散热情况。测试座舱系统在全负荷状态下运行3小时的SOC芯片温度。经测试，SOC芯片温度为约50℃。

对比例1

重复实施例2，与实施例2的区别仅在于封装材料为电子硅胶(RTV，购自信越有机硅(中国)有限公司)。测试座舱系统在全负荷状态下运行3小时的SOC芯片温度。经测试，SOC芯片温度为约79℃。

由上述实施例和对比例清楚地可以看出，本发明的复合材料在用作封装材料时具有特别好的散热效果。这样的散热效果为芯片的设计带来非常高的冗余，例如允许在SOC芯片的设计中每隔1-2个IO Pad插入一个P/G Pad，从而既为集成电路提高了强有力的电源供应，又不至于使SOC芯片温度过高。这种芯片温度的降低，还可以提高电路的可靠性，减少热载流子、电迁移等问题，避免引起电子线路出现短路或断路以及器件的失效率，从而有效降低功耗。

本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考将本文中参考的所有引用之处并入本文中。

Claims (9)

1.一种安装有汽车用智能座舱系统的汽车，其特征在于：所述汽车安装有汽车用智能座舱系统，该系统包括五个子系统和高散热SOC芯片，所述五个子系统为车载信息娱乐系统、数字化虚拟仪表系统、左后座娱乐系统、右后座娱乐系统和车载导航仪系统；

所述智能座舱系统通过高散热SOC芯片与上述五个子系统相连接，接收各子系统发送的信息，并对各子系统进行控制，从而将上述五个子系统整合成一套统一的智能座舱系统；

所述智能座舱系统通过不同的虚拟机分别控制不同的显示屏和/或数字仪表，使得不同的显示设备可以同时显示不同的内容；以及

所述高散热SOC芯片包含数字裸片和Flash裸片，所述数字裸片和Flash裸片以堆叠方式封装在一起；

所述高散热SOC芯片为使用散热封装材料进行封装的高散热SOC芯片，所述散热封装材料为有机-无机复合材料，该有机-无机复合材料为氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的复合物，在所述复合物中，氧化铍陶瓷粉末与聚(双酚A-co-表氯醇)的重量比为0.1-1，所述氧化铍陶瓷粉末的平均粒径为5nm-80nm，所述聚(双酚A-co-表氯醇)的重均分子量为35,000-50,000，并且所述氧化铍陶瓷粉末的颗粒均匀地嵌入在聚(双酚A-co-表氯醇)的聚合物网络中；

所述氧化铍陶瓷粉末为颗粒表面用丙酸改性的氧化铍陶瓷粉末，所述改性通过如下方法进行：将丙酸加入到氧化铍陶瓷粉末中，在室温下搅拌12-24小时，然后通过离心收集形成的沉淀物，得到湿滤饼，并用乙酸乙酯洗涤以除去多余的丙酸，将经丙酸改性的未经干燥的氧化铍陶瓷粉末的湿滤饼加入到重量比为1:1的正丁醇和甲苯的共溶剂中，将其超声处理，使氧化铍陶瓷粉末完全分散到正丁醇和甲苯的共溶剂中，然后蒸发除去共溶剂，得到经丙酸改性的氧化铍陶瓷粉末。

2.根据权利要求1所述的汽车，其特征在于：所述高散热SOC芯片包含1个数字裸片和2个Flash裸片，所述2个Flash裸片分别置于数字裸片的两侧。

3.根据权利要求2所述的汽车，其特征在于：所述SOC芯片包含芯片输入输出管脚即IOPad和电源线/地线管脚即P/G Pad，其中每隔1-2个IO Pad插入一个P/G Pad。

4.根据权利要求1或2所述的汽车，其特征在于：所述智能座舱系统采用虚拟化技术，对SOC芯片的硬件资源进行虚拟化，将物理资源抽象成虚拟资源池，然后对虚拟资源进行分割，并根据用户需求，在虚拟资源池上创建若干个虚拟机，每个虚拟机中运行不同的操作系统，每个虚拟机负责控制一个子系统，从而实现基于同一套硬件平台实现对五个不同子系统的控制功能。

5.根据权利要求1或2所述的汽车，其特征在于：所述智能座舱系统还包括MCU芯片，通过MCU芯片与车载的各类总线和信息传递部件相连接，完成各类通信信号的接收、发送和预处理，充当SOC芯片的通信前端机，减轻SOC芯片的负载，并且所述SOC芯片支持CPU和GPU硬件虚拟化加速，以增强各虚拟机的计算能力。

6.根据权利要求1或2所述的汽车，其特征在于：所述智能座舱系统还设置有中控模块，中控模块连接触摸显示屏，以及所述智能座舱系统设置有无线互联控制模块，用于连接车载终端和智能设备，将智能设备的显示界面共享到车载终端并实现对智能设备的控制。

7.根据权利要求1或2所述的汽车，其特征在于：所述智能座舱系统设置有无线充电模块，通过无线传输方式为智能座舱系统提供电源。

8.根据权利要求7所述的汽车，所述无线充电模块包含可充电电池子模块和电子控制子模块，所述可充电电池子模块与智能坐舱系统电连接以向其供电。

9.根据权利要求1-8之任一所述的汽车，其特征在于：该汽车为电动汽车。

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