CN117850300A - 智能座舱控制系统和域控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载控制器技术领域，具体涉及一种智能座舱控制系统和域控制器。智能座舱控制系统包括：设有SOC芯片的核心板控制卡以及设有MCU芯片的主板控制卡；核心板控制卡通过BTB连接器和通信接口与主板控制卡连接和通信，同时与各车载子系统连接，主板控制卡还与车辆其他域控制器连接；MCU芯片用于两张控制卡的电源管理和监控，并通过CAN和LIN网络总线访问其他域控制器，实现不同域之间的信息交互；SOC芯片用于接收、计算和处理各车载子系统的大量数据，然后将计算处理后的数据发送至各车载子系统，实现对座舱的智能控制，提高汽车的智能化程度。使用MCU芯片减轻了SOC芯片的负荷，避免芯片在工作中发生热汇聚。

Description

智能座舱控制系统和域控制器

技术领域

本发明涉及车载控制器技术领域，尤其涉及一种智能座舱控制系统和域控制器。

背景技术

随着人们对出行安全、舒适性和便利性要求的不断提高，智能汽车的发展也得到了广泛的关注。为了提高汽车的智能化程度，汽车中的控制系统非常重要，控制系统用于对各软硬件的控制实现智能座舱和部分智能驾驶的功能。

目前的智能座舱域控制器需要连接不同的车载硬件，由于不同的硬件设备可能采用不同的通信协议，同时座舱域控制器受到计算和处理能力的限制，导致智能座舱域控制器难以统一管理和控制这些硬件。智能座舱域控制器要实现对多个硬件进行控制和管理，需要比较高的算力，芯片功率较高，在芯片工作时会产生大量的热积聚，智能域控制器的散热问题难以解决。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智能座舱控制系统和域控制器，旨在解决现有技术中座舱域控制器难以实现对多个硬件进行控制和管理，芯片散热较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种智能座舱控制系统，所述智能座舱控制系统包括：设有SOC芯片的核心板控制卡，以及设有MCU芯片的主板控制卡；

所述核心板控制卡通过BTB连接器和通信接口与主板控制卡连接和通信，MCU芯片和SOC芯片通过串行外设接口连接，所述核心板控制卡还与各车载子系统连接，所述主板控制卡还与车辆其他域控制器连接；

所述核心板控制卡，由SOC芯片、存储芯片、串行器、核心板电源模块、各通信接口和PCB板组成，用于对各所述车载子系统数据的计算、处理和存储功能；

所述主板控制卡，由MCU芯片、主板电源模块、电源管理芯片、传感器、各通信接口和PCB板组成，用于实现与其他车辆域控制器的信息交互。

可选地，所述核心板控制卡的SOC芯片由中央处理器CPU、图形处理器GPU和专用集成电路ASIC、AI引擎、安全处理单元SPU以及各种通信接口组成，各所述通信接口通过核心板上的内部线路连接SOC芯片延申并裸露在外部，用于接收、计算和处理各所述车载子系统的图像、视频、音频等数据，还用于将计算处理后的数据发送至各所述车载子系统，实现对各所述车载子系统的控制；

所述主板控制卡的MCU芯片，用于对所述核心板控制卡以及所述主板控制卡的电源进行管理和状态监控，电源与主板电连接实现对所述主板控制卡和所述核心板控制卡的供电，同时MCU芯片用于通过CAN和LIN车身网络总线及接口访问所述车辆域控制器采集到的车辆数据，实现与智能座舱域控制器与车身、动力、底盘、智能驾驶等其他车辆域控制器的信息交互。

可选地，所述车载子系统包括：由各显示屏、抬头显示器、语音组件组成的车载信息娱乐子系统；所述核心板控制卡包括：LVDS接口以及MIPI-DSI接口；

所述核心板控制卡的SOC芯片通过显示串行接口连接串行器，然后通过所述LVDS接口连接各解串器，各解串器连接车载信息娱乐系统各硬件，所述串行器用于将图像、像素信号、音频等各从SOC芯片传输过来的并行数据转换为串行数据，通过高速串行数据传输的GMSL信号线传输给所述解串器，所述解串器将接收到的串行数据重新转换为并行数据，传输给所述车载信息娱乐系统的各硬件，实现SOC芯片对所述车载信息娱乐子系统的控制；

所述车载信息娱乐子系统中的显示屏和语音组件用于视频、导航等中控娱乐信息的播放和油耗、车速、温度等仪表信息的显示，抬头显示器用于让驾驶员不低头、不转头就能看到驾驶信息。

可选地，所述车载子系统包括：由硬盘录像机摄像头和全景式监控影像系统组成的监控子系统；所述核心板控制卡还包括：MIPI-CSI接口；

所述核心板控制卡，还用于通过单个MIPI-CSI接口及协议连接DVR摄像头进行视频拍照或录像，通过摄像头芯片进行图像处理，通过RVM算法实现人脸识别功能，用于驾驶员疲劳监测；

所述核心板控制卡，还用于通过多路MIPI-CSI接口及协议连接多路摄像头搭配相关摄像头芯片和GMSL信号线实现AVM环视功能，用于汽车安全行驶监控。

可选地，所述车载子系统包括：位于主板控制卡上的供电子系统和语音识别子系统；所述核心板控制卡还包括：I2C接口和I2S接口；

所述核心板控制卡通过所述I2C接口与所述供电子系统连接；

所述供电子系统包括：位于主板控制卡上的电源处理模块和电源管理芯片以及位于核心板上的电源处理模块，所述主板控制卡与电源直接连接；

外部电源上电给位于所述主板控制卡上的电源管理芯片和DC-DC降压器，DC-DC电源时序由所述电源管理芯片控制，然后由所述电源管理芯片供电给主板上的MCU芯片及其他芯片，由DC-DC降压器供电给所述主板控制卡上的外设硬件；所述主板控制卡上外部电源的供电通过BTB连接器和I2C总线传输给所述核心板控制卡，然后由电源管理芯片供电给所述核心板控制卡上由SOC芯片、存储芯片以及电源模块构成的最小系统，由DC-DC降压器供电给外设硬件；

所述核心板控制卡，还用于通过所述I2S接口与所述语音识别子系统中的音频处理芯片连接，所述语音识别子系统由位于主板控制卡上的音频处理芯片、功放芯片、扬声器和麦克风组成。

可选地，所述车载子系统还包括：位置定位子系统和车载通讯子系统；所述核心板控制卡还包括：UART接口、SDIO接口和和2个USB接口；

所述核心板控制卡还通过所述I2C接口与所述位置定位子系统中的传感器连接，所述核心板控制卡通过所述UART接口与所述位置定位子系统中的定位芯片连接，所述位置定位子系统的传感器和定位芯片位于主板控制卡上；

所述核心板控制卡还通过所述UART接口与所述车载通讯子系统中的蓝牙芯片连接，所述核心板控制卡通过所述SDIO接口与所述车载通讯子系统中的WIFI芯片连接，所述蓝牙芯片和WIFI芯片位于天线上，天线和核心板控制卡电连接；

所述核心板控制卡，还用于通过其中一个USB接口与所述车载通讯子系统中的网关芯片连接，网关芯片通过网络物理接口芯片连接TCU和DVR主机，所述核心板控制卡与TCU及DVR主机之间的通信数据通过以太网传输，网关芯片和网络物理接口芯片位于网关板控制卡上；

所述核心板控制卡，还用于通过另一个USB接口实现充电和数据拷贝和传输功能。

此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种域控制器，所述域控制器应用如上所述的智能座舱控制系统，其结构包括：上盖、导热垫片、核心板控制卡、屏蔽罩、主板控制卡、后盖板和底壳；

所述上盖、所述后盖板和所述底壳连接形成长方体盒状域控制器的外壳，材质为钣金或合金；

所述导热垫片贴合在所述核心板控制卡的SOC芯片和存储芯片及主板控制卡的MCU芯片上；

所述核心板控制卡与所述上盖通过螺钉连接，所述主板控制卡与所述底壳通过螺钉连接，所述核心板控制卡与所述主板控制卡通过BTB连接器和通信接口电连接；

所述屏蔽罩设置在所述核心板控制卡以及所述主板控制卡之间。

可选地，所述域控制器还包括：功放散热片、天线支架、天线、风扇壳、风扇和螺钉；

所述功放散热片通过螺钉固定在底壳上，底壳为中空设计，所述功放散热片与所述主板控制卡接触，用于主板控制卡上的MCU芯片、电源管理芯片和语音识别子系统散热，材质为钣金或合金；

所述天线支架与所述后盖板通过螺钉连接，所述天线安装在所述天线支架上，所述天线与所述核心板控制卡通过通讯数据线电连接；

所述风扇壳与所述底壳通过螺钉连接，所述风扇安装在所述风扇壳中，所述风扇与所述主板控制卡通过通讯数据线电连接。

可选地，所述上盖靠近所述核心板控制卡的一面设置有和芯片形状一样的突出部分，可视为散热片，散热片与所述导热垫片直接接触；

所述上盖远离所述核心板控制卡的一面设置有多个锯齿状散热结构和散热孔。

可选地，所述后盖板上设置有所述核心板控制卡以及所述主板控制卡与外部设备的通讯接口开口。

本发明技术方案通过提出一种智能座舱控制系统和域控制器。

本发明技术方案提出一种可与多个硬件连接，实现信号和数据的传输、计算和处理及硬件的控制功能的智能座舱控制系统。所述智能座舱控制系统包括：设有SOC芯片的核心板控制卡，以及设有MCU芯片的主板控制卡；所述核心板控制卡通过BTB连接器和通信接口与主板控制卡连接，所述核心板控制卡还与各车载子系统连接，所述主板控制卡还与车辆域控制器连接；所述主板控制卡的MCU芯片，用于对两块控制卡的电源进行管理和状态监控，且通过CAN和LIN车身网络总线访问其他域控制器采集车辆数据，实现与其他车辆域控制器的信息交互；所述核心板控制卡的SOC芯片，用于接收、计算和处理各所述车载子系统的大量数据，然后将计算处理后的数据发送至各车载子系统，实现对座舱的智能控制。通过SOC芯片连接各功能芯片与车载硬件，通过含有SOC芯片的主板控制卡对各车载子系统的大量数据进行计算和处理，通过含有MCU芯片的核心板控制卡进行电源管理和监控，同时实现与其他域控制器之间的通信，MCU芯片减轻了SOC芯片的负荷，通过核心板和主板控制卡的共同控制和管理，有利于将各车载硬件集成以实现整合控制管理，提高汽车的智能化程度。同时提出一种智能座舱域控制器结构，使各芯片在严苛的80℃下可以正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明智能座舱控制系统第一实施例的模块示意图；

图2为本发明智能座舱控制系统第二实施例的结构连接图；

图3为本发明提出的域控制器一实施例的爆炸图；

图4为本发明提出的域控制器一实施例的三视图；

图5为本发明提出的域控制器一实施例温度承受图；

图6为本发明提出的域控制器一实施例与外部硬件的系统连接图；

图7为本发明提出的域控制器一实施例核心板控制卡和主板控制卡的结构示意图；

图8为本发明提出的域控制器一实施例底壳的接口图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	上盖	14	锯齿状散热结构
2	导热垫片	15	散热孔
				3	核心板控制卡	100	核心板控制卡
4	屏蔽罩	200	主板控制卡
				5	主板控制卡	300	车载子系统
6	后盖板	400	车辆域控制器
				7	底壳	301	车载信息娱乐子系统
8	功放散热片	302	监控子系统
				9	天线支架	303	供电子系统
10	天线	304	语音识别子系统
				11	风扇壳	305	位置定位子系统
12	风扇	306	车载通讯子系统
				13	散热片

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1，图1为本发明智能座舱控制系统第一实施例的模块示意图。本发明提出智能座舱控制系统的第一实施例。

在本实施例中，所述智能座舱控制系统包括：设有系统级芯片(System on Chip，SOC)的核心板控制卡100，以及设有微控制器(Microcontroller Unit，MCU)芯片的主板控制卡200。所述核心板控制卡100通过板对板(Board-to-Board，BTB)连接器和通信接口与主板控制卡200连接，MCU芯片和SOC芯片通过串行外设接口(Serial Perioheral Interface，SPI)连接，所述核心板控制卡100还与各车载子系统300连接，所述主板控制卡还与车辆其他域控制器400连接。

其中，所述核心板控制卡100可以由SOC芯片、存储芯片(包括内存条、存储卡等)、串行器、核心板电源模块、各通信接口、其他电子元器件(例如：电阻、电容、电感、晶振等)和PCB板组成，用于对各车载子系统数据的计算、处理和存储功能。

所述主板控制卡200可以由MCU芯片、主板电源模块、电源管理芯片、其他芯片(包括：音频处理、功放和定位芯片)、传感器、各通信接口、其他电子元器件(例如：电阻、晶振等)和PCB板组成。

需要说明的是，主板控制卡200的MCU芯片用于对两块控制卡的电源进行管理和状态监控，电源与主板控制卡200电连接实现对所述主板和核心板控制卡的供电，同时MCU芯片用于通过CAN和LIN车身网络总线及接口实现与车辆其他域控制器400之间的通信，实现与智能座舱域控制器与车身、动力、底盘、智能驾驶等其他车辆域控制器400的信息交互。

核心板控制卡200的SOC芯片可以用于接收各所述车载子系统300非结构化的大量数据，并进行相应的计算和处理，然后将计算处理后的数据发送至各车载子系统，实现对各车载子系统的控制。

其中，所述SOC芯片可以是一种集成了信息计算和处理电路的系统级芯片，车载SOC芯片的决策层的架构由中央处理器CPU、图形处理器GPU和专用集成电路ASIC、AI引擎、安全处理单元SPU组成，同时还可以包括各种通讯接口(LVDS、MIPI-CSI、SDIO、USB、SPI接口等)用于连接上述车载子系统。各所述通信接口通过核心板上的内部线路连接SOC芯片延申并裸露在外部，用于接收、计算和处理各所述车载子系统的图像、视频、音频等数据，还用于将计算处理后的数据发送至各所述车载子系统，实现对各所述车载子系统的控制。所述车载子系统可以是车辆的智能驾驶中为驾驶员和乘客提供智能化功能的系统，例如：车载信息娱乐子系统、车载通讯子系统、语音识别子系统、定位子系统和监控子系统等，在本实施例中不做限制。

所述MCU芯片可以是一种具有集成信息处理和控制功能的微型控制器芯片，车载MCU芯片可以连接有CAN或LIN收发器，通过CAN或LIN总线实现智能座舱域控制器与车辆其他域控制器(包括：车身、动力、底盘、智能驾驶等域控制器)的信息交互通讯。所述MCU芯片还可以用于对两块控制卡的电源进行管理和状态监控，电源与主板电连接实现对所述主板和核心板控制卡的供电。

应当理解的是，所述SOC芯片本身不带车载网络访问的接口，例如CAN总线、LIN总线等，需要搭配MCU芯片去访问车身网络，具体实现方式SOC芯片为通过上述串行外设接口SPI实现与MCU芯片的连接，进而实现所述车辆其他域控制器的通讯。所述MCU芯片还可以通过SPI接口实现对上述SOC芯片进行电源管理和状态监控的功能。

进一步地，上述车辆其他域控制器400传输的车辆数据信息，可以包括车门状态、灯光状态、发动机转速、悬挂状况等通过车身、动力、底盘、智能驾驶等域控制器采集的数据。上述非结构化数据可以是车载子系统中没有固定格式或组织结构的数据，是以自然语言、图像、音频、视频等形式存在的数据。例如包括：监控子系统中车载摄像头的图像数据、语音识别子系统中的语音数据或是车载信息娱乐子系统中用于导航指引的视频及图像信息。

本实施例通过提出一种智能座舱控制系统，包括：设有SOC芯片的核心板控制卡，以及设有MCU芯片的主板控制卡；所述核心板控制卡通过BTB连接器和通信接口与主板控制卡连接，所述核心板控制卡还与各车载子系统连接，所述主板控制卡还与车辆域控制器连接；所述主板控制卡的MCU芯片，用于接收所述车辆其他域控制器采集到车辆数据，并发送至所述核心板控制卡的SOC芯片，实现智能座舱域控制器与其他域控制器之间的通信，同时用于对两块控制卡电源的管理和状态监控；所述核心板控制卡的SOC芯片，用于接收、计算和处理各车载子系统的大量非结构化数据，然后将计算和处理后的数据传输各车载子系统，以实现对座舱各硬件的智能控制。通过SOC芯片连接各功能芯片与车载硬件，通过核心板和主板控制卡将各车载硬件集成以实现整合控制管理，提高汽车的智能化程度。

参照图2，图2为本发明智能座舱控制系统第二实施例的结构连接图。基于上述智能座舱控制系统的第一实施例提出本发明智能座舱控制系统的第二实施例。

在本实施例中，所述车载子系统300包括：车载信息娱乐子系统301；所述核心板控制卡100包括：低电压差分信号(Low Voltage Differential Signaling，LVDS)接口、处理器和显示模组之间的高速串行接口(MIPI-DSI接口)和串行器芯片，所述核心板控制卡10通过的SOC芯片通过显示串行接口连接串行器，然后通过所述LVDS接口和连接各解串器，各解串器连接车载信息娱乐系统各硬件。

需要说明的是，所述车载信息娱乐子系统可以为司机和乘客提供多媒体信息服务和娱乐功能，与所述SOC芯片进行图像、音频和视频等数据的传输，可以包括：中控屏、仪表屏、抬头显示器(Head Up Display，HUD)和语音设备。所述SOC芯片通过LVDS和MIPI-DSI接口传输数字图像、音频、和视频数据。

其中，车载信息娱乐子系统中的显示屏和语音组件用于视频、导航等中控娱乐信息的播放和油耗、车速、温度等仪表信息的显示。抬头显示器可以是一种显示设备，将时速导航等行车信息投影到风挡玻璃上，让驾驶员做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。

应当理解的是，对于高清显示屏，除了对外发送捕获到的图像数据外，还会发送帧同步信号，行同步信号，像素时钟，音频数据等信息，所述SOC芯片计算和处理得到的信号会形成大量并行数据，并行数据无法高速传输，因此设置有基于GMSL信号线的串行器与解串器。所述串行器可以将SOC芯片计算处理得到的并行数据流转为串行数据流，然后通过更高频率的GMSL信号线进行数据传输，之后所述解串器可以将接收到的串行数据流重新转换为并行数据流，传输给所述车载信息娱乐子系统各硬件，实现SOC芯片对所述车载信息娱乐子系统的控制。

其中，所述GMSL信号线可以是采用差分信号传输的串行连接线，可以用于在电子设备之间高速传输数字图像、音频和视频数据。

进一步地，所述车载子系统300包括：监控子系统302；所述核心板控制卡100还包括：处理器和摄像头之间的高速串行接口(MIPI-CSI接口)；所述核心板控制卡100通过所述多个MIPI-CSI接口与所述监控子系统302中的多个摄像头连接。

需要说明的是，所述监控子系统可以是用于监控车辆内部和外部环境的系统。可以通过硬盘录像机(Digital Video Recorder，DVR)摄像头进行视频拍照或录像，并使用相关向量机(Relevance Vector Machine，RVM)算法识别人脸以检测驾驶员的疲劳驾驶状况。也可以通过全景式监控影像系统(Around View Monitor，AVM)通过连接多路摄像头(例如前后左右4路摄像头)的方式识别车辆周围的环境，实现全景辅助泊车和后方车辆监控功能。所述MIPI-CSI接口是摄像头视频数据传输的标准化协议接口。

应当理解的是，摄像头芯片可以使用图像传感器将光线转换为电信号，通过图像信号处理器(Image Signal Process，ISP)对电信号进行模拟或数字处理，通过数字信号处理芯片(Digital Signal Processing，DSP)对处理后的信号进行压缩、编码、存储或传输等操作。对于高清摄像头及录像系统，除了对外发送捕获到的图像数据外，还会发送帧同步信号，行同步信号，像素时钟以及音频数据等信息，因此也需要GMSL信号线进行数据传输。

进一步地，所述车载子系统包括：位于主板控制卡200上的供电子系统303和语音识别子系统304；所述核心板控制卡100还包括：I2C接口和I2S接口。所述核心板控制卡10通过所述I2C接口与所述供电子系统303连接，所述核心板控制卡通过所述I2S接口与所述语音识别子系统304中的音频DSP芯片连接。

需要说明的是，所述供电子系统303中设置有电源管理芯片(Power ManagementIC，PMIC)，多个降压DC-DC转换器，稳压器和驱动芯片，通过I2C接口总线为所述SOC芯片进行供电和电源管理。与电源直接连接的是主板控制卡200，供电顺序为外部电源上电给位于主板控制卡200上的PMIC和DC-DC降压器，DC-DC电源时序由PMIC控制，然后由PMIC供电给主板上的MCU芯片及其他芯片，由DC-DC降压器供电给主板上的外设硬件；主板上外部电源的供电通过BTB连接器和I2C总线传输给所述核心板控制卡，然后由PMIC供电给核心板控制卡上由SOC芯片、存储芯片以及电源模块构成的最小系统，由DC-DC降压器供电给外设硬件。

所述语音识别子系统304可以用于车辆行驶中驾驶员和乘客的语音接收和扬声外放，包括：位于主板控制卡200上的音频DSP芯片、功放芯片、麦克风和功放扬声器。

进一步地，所述车载子系统300还包括：位置定位子系统305和车载通讯子系统306；所述核心板控制卡100还包括：UART接口、SDIO接口和2个USB接口。

所述核心板控制卡100还通过所述I2C接口与所述位置定位子系统305中的传感器连接，所述核心板控制卡100通过所述UART接口与所述位置定位子系统305中的定位芯片连接，所述位置定位子系统中的传感器和定位芯片位于主板控制卡200上。

所述核心板控制卡100还通过所述UART接口与所述车载通讯子系统306中的蓝牙芯片连接，所述核心板控制卡100通过所述SDIO接口与所述车载通讯子系统306中的WIFI芯片连接。通过UART协议传输音频文件和信号，通过脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)传输通话时的语音信号，所述蓝牙芯片和WIFI芯片位于天线上，天线和核心板控制卡电连接。

所述核心板控制卡还通过其中一个USB接口与所述车载通讯子系统中的网关芯片连接，网关芯片通过网络物理接口芯片连接DVR主机和远程信息控制单元(TelematicsControl Unit，TCU)，也可称作T-BOX，SOC和TCU及DVR主机之间的通信数据通过以太网传输，网关芯片和网络物理接口芯片均位于与核心板和主板不同的网关板控制卡上。

所述核心板控制卡还通过USB物理协议连接另一个USB接口和降压DC-DC转换器，实现USB数据传输和充电功能。

需要说明的是，所述位置定位子系统可以实现车辆的定位功能，包括：传感器(例如：激光雷达、毫米波雷达、运动传感器等)和定位芯片(例如：NEO-M80、STA8089GA、MAX2769、SIM39EA等芯片)，传感器通过上述I2C接口总线与所述SOC芯片进行通讯，定位芯片通过UART接口总线与所述SOC芯片进行通讯。

所述车载通讯子系统可以包括TCU、DVR主机、蓝牙/WIFI、GPS/北斗以及USB以太网。SoC芯片通过USB以太网接口连接TCU，通过TCU将所述SOC芯片计算处理后的数据传输至车辆后台系统或用户手机，实现对车辆位置信息、行驶速度、信息娱乐系统、座舱硬件等车辆数据的显示、管理和控制，进而实现车联网；SoC芯片同时通过以太网网关和接口连接DVR主机，实现视频录制和存储；SoC芯片通过连接蓝牙/WIFI芯片实现无线信号传输和通信；SoC芯片通过连接定位芯片实现对车辆位置的实时监控。

应当理解的是，为了保证数据传输的准确性，在核心板和主板控制卡上采用32.768kHz和26MHz的贴片晶振提供稳定的时钟信号。

在本实施例中，SOC芯片连接有车载信息娱乐子系统用于为司机和乘客提供多媒体信息服务和娱乐功能，监控子系统用于监控车辆内部和外部环境，供电子系统用于为主板和核心板控制卡进行供电，语音识别子系统用于进行语音接收和扬声外放，位置定位子系统用于车辆位置监控和导航，车载通讯子系统用于向用户展示计算处理后的数据并进行反馈控制。通过SOC芯片连接各功能芯片与车载硬件，通过核心板和主板控制卡的共同控制和管理，有利于将各车载硬件集成以实现整合控制管理，提高汽车的智能化程度。

此外，本发明实施例还提出一种域控制器结构，所述域控制器应用上述的智能座舱控制系统。参照图3和图4，图3为本发明提出的域控制器一实施例的爆炸图；图4为本发明提出的域控制器一实施例的三视图。

在本实施例中，所述域控制器包括：上盖1、导热垫片2、核心板控制卡3、屏蔽罩4、主板控制卡5、后盖板6和底壳7。

其中，所述上盖1、所述后盖板6和所述底壳7连接形成长方体盒状域控制器的外壳；所述导热垫片2贴合在所述核心板控制卡3的SOC芯片和存储芯片上和主板控制卡5上的MCU等芯片上；所述核心板控制卡3与所述上盖1通过螺钉连接，所述主板控制卡5与所述底壳7通过螺钉连接，所述核心板控制卡3与所述主板控制卡5通过排线和通信接口电连接；所述屏蔽罩4设置在所述核心板控制卡以及所述主板控制卡之间。

需要说明的是，上盖的材质可以是压铸铝或镁合金，用于核心板的散热，同时也可以用于核心板的电磁屏蔽。底壳可以为中空设计，后盖板可以为钣金材质。屏蔽罩用于对两块PCBA电路板的电磁屏蔽保护。

进一步地，所述域控制器还包括：功放散热片8、天线支架9、天线10、风扇壳11和风扇12；所述功放散热片8通过螺钉固定在底壳上，所述功放散热片8与所述主板控制卡5接触，为钣金或合金材质，用于主板控制卡5上的MCU芯片、电源管理芯片和语音识别子系统散热；所述天线支架6与所述后盖板6通过螺钉连接，所述天线10安装在所述天线支架9上，所述天线10与所述核心板控制卡3通过通讯数据线电连接，蓝牙和WIFI模块位于所述天线10上；所述风扇壳11与所述底壳7通过螺钉连接，所述风扇12安装在所述风扇壳11中，所述风扇12与所述主板控制卡5通过通讯数据线电连接。

需要说明的是，核心板控制卡3同时电连接天线10、主板控制卡5和各车载子系统，用于通过SoC芯片计算和处理各车载子系统的海量信号和数据，属于计算平台，同时用于控制或通信显示屏、DVR、TCU等复杂度高的大型硬件。主板控制卡5同时电连接风扇、电源、核心板控制卡3、其他域控制器、定位子系统和语音识别子系统，用于电源管理和与其他域控制器之间的通信，同时用于通过MCU芯片对风扇、传感器、扬声器、麦克风等复杂度低的小型硬件进行控制。

应当理解的是，由于核心板控制卡3及其上的SOC芯片承担大量的信号和数据计算和处理任务，主板控制卡5及其上的MCU芯片承担大量的控制和管理任务，因此核心板控制卡3和主板控制卡5上的芯片对散热的要求高。

进一步地，所述上盖1靠近所述核心板控制卡3的一面设置有和芯片形状一样的突出部分散热片13，散热片13属于上盖的一部分，与所述导热垫片2直接接触，从而实现与核心板控制卡3上的芯片接触；所述上盖1远离所述核心板控制卡3的一面设置有多个锯齿状散热结构14和散热孔15。

需要说明的是，上述多个锯齿状散热结构和散热孔可以增大核心板控制卡3的散热面积，散热片13直接接触导热垫片，实现和核心板控制卡3上芯片的接触，用于核心控制卡3上各芯片(SOC/DDR/EMMC)的散热。

进一步地，所述功放散热片8所述主板控制卡5直接接触，增大了散热面积和热传导率，用于主板控制卡5上的MCU芯片、电源管理芯片和语音识别子系统散热；

参照图5，图5为本发明提出的域控制器一实施例温度承受图。通过智能座舱域控制器的散热结构设计，核心板控制卡和主板控制卡在最严苛的80℃下工作的最大结温均小于相应芯片可承受的最大的结温，使得域控制器在80℃条件下仍然可以正常工作。

参照图6，图6为本发明提出的智能座舱域控制器一实施例与外部硬件的系统连接图。

所述智能座舱域控制器与汽车中的多个硬件连接，实现通信、数据传输和处理等功能。所述智能座舱域控制器支持4路功放，AVM(全景式监控影像系统)，远程信息控制，诊断，蓝牙，WiFi，导航，OTA(远程系统升级)，USB，双MIC(麦克风)，在线音乐/视频/电台，APP，车辆设置、系统设置等功能。

进一步地，所述智能座舱域控制器通过外接音频接口连接外部音源，通过线束连接内置麦克风和功放扬声器，实现音频的输入和输出，通过内置和外置功放实现声音输出，通过麦克风和蓝牙模块实现语音通话。

进一步地，所述智能座舱域控制器通过线束和MIPI-CSI视频输入接口连接DVR摄像头，基于RVM算法实现人脸识别功能，可用于驾驶疲劳监测。通过多路GMSL信号线和多个MIPI-CSI接口连接多个摄像头(例如前后左右4路摄像头)实现音频，视频和控制信号的高速传输，形成全景式监控影像系统(AVM)，可实现全景辅助泊车和后方车辆监控功能。

进一步地，所述智能座舱域控制器通过SDIO接口连接WIFI和UART接口连接蓝牙实现无线通信。

进一步地，所述智能座舱域控制器通过UART接口连接位置定位模组。通过定位芯片和IMU(惯性传感器)模组实现车辆位置信息监控。

进一步地，所述智能座舱域控制器核心板控制卡3上的SoC芯片中的安全处理单元(SPU)和核心板控制卡5上的MCU芯片通过CAN收发器芯片和CAN总线连接车身、动力、智能驾驶等，结合液晶仪表屏实现安全带预警监测、燃油监测、方向控制等功能。

需要说明的是，安全处理单元(SPU)通过LIN Bus串行通信协议连接转向开关和音频控制，通过随车自诊断(OBD)线束用于车辆故障诊断和警示。

进一步地，所述智能座舱域控制器通过LVDS接口连接中控显示屏和仪表屏，通过MIPI-DSI协议连接HUD，结合LVDS、GMSL和MIPI-DSI信号线实现和车载信息娱乐系统的连接，用于图像和视频的传输和显示。

进一步地，所述智能座舱域控制器通过通用串行总线(USB)实现USB通讯和外接音频接口，USB支持快速充电功能。

进一步地，所述智能座舱域控制器通过网关芯片和接口连接远程信息控制单元(TCU或T-BOX)，通过以太网进行通信，T-BOX/TCU连接4G/5G网络，实现和远程控制和服务平台及手机APP之间的通信，实现手机APP或后台系统对车辆信息的显示与控制。所述智能座舱域控制器还可以通过网关芯片和接口同时连接DVR主机，可进行视频录像和存储，用于查看行车历史记录。

进一步地，所述智能座舱域控制器上的SoC芯片通过UART接口连接蓝牙天线，通过UART协议传输音频文件和信号，通过PCM信号线传输蓝牙通话时的语音信号。SoC芯片通过SDIO接口和信号线连接WIFI天线，用于数据实时在线传输。

进一步地，所述智能座舱域控制器上的MCU芯片通过CAN或LIN总线实现与车身、动力、底盘、智能驾驶等域控制器的通信连接和信息交互。

应当理解的是，所述智能座舱控制器中的SOC芯片通过MCU芯片连接CAN总线，CAN总线通过CAN网关连接车身中其他域控制器，同时SOC芯片通过以太网连接T-BOX/TCU，通过蓝牙或WIFI天线连接手机APP，因此可以通过APP或远程控制和服务平台系统对车辆位置定位、ACC自适应巡航控制、行驶速度、空调开关、车门开关、油耗、安全预警等进行远程控制和监控。

参照图7，图7为本发明提出的域控制器一实施例核心板控制卡3和主板控制卡5的结构示意图；

所述核心板控制卡3包括：SOC芯片、存储芯片(内存条、存储卡等)、串行器、核心板电源模块、各通信接口、其他电子元器件(电阻、电容、电感、晶振等)和PCB载板，用于对各车载子系统数据的计算、处理和存储功能；其中SOC芯片由中央处理器CPU、图形处理器GPU和专用集成电路ASIC、AI引擎、安全处理单元SPU、各种通信接口组成；各通信接口通过核心板控制卡3上的内部线路连接SOC芯片延申并裸露在外部，用于接收、计算和处理各所述车载子系统的图像、视频、音频等大量数据，还用于将计算处理后的数据发送至各车载子系统，实现对各车载子系统的控制。

所述主板控制卡5包括：MCU芯片、电源处理模块、电源管理芯片、其他芯片(音频处理、功放和定位芯片)、传感器、各通信接口、其他电子元器件(电阻、晶振等)和PCB载板。所述主板控制卡5用于电源管理和与其他域控制器之间的通信，同时用于通过MCU芯片对风扇、传感器、扬声器、麦克风等复杂度低的小型硬件进行控制。

参照图8，图8为本发明提出的域控制器一实施例的外部通信接口图。所述后盖板6上设置有核心板控制卡3以及主板控制卡5与外部设备的通讯接口开口。

需要说明的是，核心板控制卡负责域控制器的系统运算和数字视频信号处理，通过摄像头接口连接DVR摄像头，结合RVM算法实现人脸识别和监控功能；通过摄像头接口连接多个摄像头，实现全景式监控影像系统，用于全景式辅助泊车；通过LVDS车载高速数据传输连接器连接中控屏、仪表盘等硬件，实现和车载信息娱乐系统的信息传输和处理；通过USB通信接口连接TCU单元，实现远程信息控制；通过USB通信接口连接DVR主机，实现视频录像和储存；通过电源插座实现核心板的供电和电压转换。主板控制卡负责智能座舱域控制器的电源管理、微型硬件控制和与车身其他域控制器通信，通过电源接口和芯片实现电源的输入、管理、监控和转换功能；通过GPS接口连接GPS芯片实现定位功能；通过音频接口连接麦克风，实现功放和音频输出功能；车身CAN/LIN/雷达接口用于连接智能驾驶、车身、底盘等其他域控制器，用于与车身其他域控制器通信。

在本实施例中，由于域控制器需要实现对多个硬件进行控制和管理，需要比较高的算力，芯片功率一般较高，在芯片工作时会产生大量的热积聚，通过设计智能座舱域控制器的结构以优化散热问题，使各芯片在最严苛的80℃环境下仍能进行正常工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能座舱控制系统，其特征在于，所述智能座舱控制系统包括：设有SOC芯片的核心板控制卡，以及设有MCU芯片的主板控制卡；

所述核心板控制卡通过BTB连接器和通信接口与主板控制卡连接和通信，MCU芯片和SOC芯片通过串行外设接口连接，所述核心板控制卡还与各车载子系统连接，所述主板控制卡还与车辆其他域控制器连接；

所述核心板控制卡，由SOC芯片、存储芯片、串行器、核心板电源模块、各通信接口和PCB板组成，用于对各所述车载子系统数据的计算、处理和存储功能；

所述主板控制卡，由MCU芯片、主板电源模块、电源管理芯片、传感器、各通信接口和PCB板组成，用于实现与车辆其他域控制器的信息交互。

2.如权利要求1所述的智能座舱控制系统，其特征在于，所述核心板控制卡的SOC芯片由中央处理器CPU、图形处理器GPU和专用集成电路ASIC、AI引擎、安全处理单元SPU以及各种通信接口组成，各所述通信接口通过核心板上的内部线路连接SOC芯片延申并裸露在外部，用于接收、计算和处理各所述车载子系统的图像、视频、音频等数据，还用于将计算处理后的数据发送至各所述车载子系统，实现对各所述车载子系统的控制；

所述主板控制卡的MCU芯片，用于对所述核心板控制卡以及所述主板控制卡的电源进行管理和状态监控，电源与主板电连接实现对所述主板控制卡和所述核心板控制卡的供电，同时MCU芯片用于通过CAN和LIN车身网络总线及接口访问所述车辆域控制器采集到的车辆数据，实现与智能座舱域控制器与车身、动力、底盘、智能驾驶等其他车辆域控制器的信息交互。

3.如权利要求2所述的智能座舱控制系统，其特征在于，所述车载子系统包括：由各显示屏、抬头显示器、语音组件组成的车载信息娱乐子系统；所述核心板控制卡包括：LVDS接口以及MIPI-DSI接口；

所述核心板控制卡的SOC芯片通过显示串行接口连接串行器，然后通过所述LVDS接口连接各解串器，各解串器连接车载信息娱乐系统各硬件，所述串行器用于将图像、像素信号、音频等各从SOC芯片传输过来的并行数据转换为串行数据，通过高速串行数据传输的GMSL信号线传输给所述解串器，所述解串器将接收到的串行数据重新转换为并行数据，传输给所述车载信息娱乐系统的各硬件，实现SOC芯片对所述车载信息娱乐子系统的控制；

所述车载信息娱乐子系统中的显示屏和语音组件用于视频、导航等中控娱乐信息的播放和油耗、车速、温度等仪表信息的显示，抬头显示器用于让驾驶员不低头、不转头就能看到驾驶信息。

4.如权利要求3所述的智能座舱控制系统，其特征在于，所述车载子系统包括：由硬盘录像机摄像头和全景式监控影像系统组成的监控子系统；所述核心板控制卡还包括：MIPI-CSI接口；

所述核心板控制卡，还用于通过单个MIPI-CSI接口及协议连接DVR摄像头进行视频拍照或录像，通过摄像头芯片进行图像处理，通过RVM算法实现人脸识别功能，用于驾驶员疲劳监测；

所述核心板控制卡，还用于通过多路MIPI-CSI接口及协议连接多路摄像头搭配相关摄像头芯片和GMSL信号线实现AVM环视功能，用于汽车安全行驶监控。

5.如权利要求4所述的智能座舱控制系统，其特征在于，所述车载子系统包括：位于主板控制卡上的供电子系统和语音识别子系统；所述核心板控制卡还包括：I2C接口和I2S接口；

所述核心板控制卡通过所述I2C接口与所述供电子系统连接；

所述供电子系统包括：位于主板控制卡上的电源处理模块和电源管理芯片以及位于核心板上的电源处理模块，所述主板控制卡与电源直接连接；

外部电源上电给位于所述主板控制卡上的电源管理芯片和DC-DC降压器，DC-DC电源时序由所述电源管理芯片控制，然后由所述电源管理芯片供电给主板上的MCU芯片及其他芯片，由DC-DC降压器供电给所述主板控制卡上的外设硬件；所述主板控制卡上外部电源的供电通过BTB连接器和I2C总线传输给所述核心板控制卡，然后由电源管理芯片供电给所述核心板控制卡上由SOC芯片、存储芯片以及电源模块构成的最小系统，由DC-DC降压器供电给外设硬件；

所述核心板控制卡，还用于通过所述I2S接口与所述语音识别子系统中的音频处理芯片连接，所述语音识别子系统由位于主板控制卡上的音频处理芯片、功放芯片、扬声器和麦克风组成。

6.如权利要求5所述的智能座舱控制系统，其特征在于，所述车载子系统还包括：位置定位子系统和车载通讯子系统；所述核心板控制卡还包括：UART接口、SDIO接口和2个USB接口；

所述核心板控制卡还通过所述I2C接口与所述位置定位子系统中的传感器连接，所述核心板控制卡通过所述UART接口与所述位置定位子系统中的定位芯片连接，所述位置定位子系统的传感器和定位芯片位于主板控制卡上；

所述核心板控制卡还通过所述UART接口与所述车载通讯子系统中的蓝牙芯片连接，所述核心板控制卡通过所述SDIO接口与所述车载通讯子系统中的WIFI芯片连接，所述蓝牙芯片和WIFI芯片位于天线上，天线和核心板控制卡电连接；

所述核心板控制卡，还用于通过其中一个USB接口与所述车载通讯子系统中的网关芯片连接，网关芯片通过网络物理接口芯片连接TCU和DVR主机，所述核心板控制卡与TCU及DVR主机之间的通信数据通过以太网传输，网关芯片和网络物理接口芯片位于网关板控制卡上；

所述核心板控制卡，还用于通过另一个USB接口实现充电和数据拷贝和传输功能。

7.一种域控制器，其特征在于，所述域控制器应用如权利要求1至6任一项所述的智能座舱控制系统，所述域控制器结构包括：上盖、导热垫片、核心板控制卡、屏蔽罩、主板控制卡、后盖板和底壳；

所述上盖、所述后盖板和所述底壳连接形成长方体盒状域控制器的外壳，材质为钣金或合金；

所述导热垫片贴合在所述核心板控制卡的SOC芯片和存储芯片及主板控制卡的MCU芯片上；

所述核心板控制卡与所述上盖通过螺钉连接，所述主板控制卡与所述底壳通过螺钉连接，所述核心板控制卡与所述主板控制卡通过BTB连接器和通信接口电连接；

所述屏蔽罩设置在所述核心板控制卡以及所述主板控制卡之间。

8.如权利要求7所述的域控制器，其特征在于，所述域控制器结构还包括：功放散热片、天线支架、天线、风扇壳、风扇和螺钉；

所述功放散热片通过螺钉固定在底壳上，底壳为中空设计，所述功放散热片与所述主板控制卡接触，用于主板控制卡上的MCU芯片、电源管理芯片和语音识别子系统散热，材质为钣金或合金；

所述天线支架与所述后盖板通过螺钉连接，所述天线安装在所述天线支架上，所述天线与所述核心板控制卡通过通讯数据线电连接；

所述风扇壳与所述底壳通过螺钉连接，所述风扇安装在所述风扇壳中，所述风扇与所述主板控制卡通过通讯数据线电连接。

9.如权利要求7所述的域控制器，其特征在于，所述上盖靠近所述核心板控制卡的一面设置有和芯片形状一样的突出部分，可视为散热片，与所述导热垫片直接接触；

所述上盖远离所述核心板控制卡的一面设置有多个锯齿状散热结构和散热孔。

10.如权利要求7所述的域控制器，其特征在于，所述后盖板上设置有所述核心板控制卡以及所述主板控制卡与外部设备的通讯接口开口。