CN210793057U - 一种用于汽车座舱系统的核心板及车载电子设备 - Google Patents
一种用于汽车座舱系统的核心板及车载电子设备 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种用于汽车座舱系统的核心板及车载电子设备，包括：应用处理器、PMIC电源管理器、多个外设接口以及RAM存储器和UFS存储器；其中，PMIC电源管理器配置用于向核心板上的应用处理器、RAM存储器、UFS存储器各部件供电；UFS存储器，配置用于存储汽车座舱系统的操作系统、多种运行程序以及与汽车座舱系统相关的多种类型的数据信息；应用处理器，配置用于向UFS存储器读取操作系统和/或运行程序，并在RAM存储器中运行；多个外设接口，配置用于在核心板和多个外部设备之间建立通信连接。基于本实用新型提供的核心板按照最小系统的方式设计为一块核心板，使得车机系统的大脑功能独立化，能做到更好的一致性以及更高的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种用于汽车座舱系统的核心板及车载电子设备。
背景技术
随着汽车形态的升级以及汽车电子技术的飞速发展，对传统的汽车中控系统的要求也越来越高。对于车机系统来讲，除了要有常规的娱乐、导航功能外，还需要接入更多的人机交互界面，更方便快捷的人机交互体验以提升汽车的驾乘感受，因此，新的汽车座舱系统应运而生。而为了满足座舱系统要求，就需要更快的数据处理能力、性能更强的处理器来支持，而现今的座舱系统设计，依旧采用传统的中控娱乐系统的整机设计方案，整机设计复杂，成本高昂，每次产品功能增加、使用体验的提升、处理器的更新换代，都需要整机重新设计开发，极大的拖累了产品的开发及上市周期，浪费了资源。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于汽车座舱系统的核心板及车载电子设备以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于汽车座舱系统的核心板，其特征在于，所述核心板包括：应用处理器、至少一个PMIC电源管理器、多个外设接口以及与所述应用处理器通信连接的UFS存储器和至少一个RAM存储器；
其中，所述PMIC电源管理器与所述应用处理器、RAM存储器、UFS存储器电连接，配置用于向所述核心板上的应用处理器、RAM存储器、UFS存储器各部件供电；
所述UFS存储器，配置用于存储汽车座舱系统的操作系统、多种运行程序以及与所述汽车座舱系统相关的多种类型的数据信息；
所述应用处理器，配置用于向所述UFS存储器读取所述操作系统和/或运行程序，并在所述RAM存储器中运行；
所述多个外设接口，配置用于在所述核心板和多个外部设备之间建立通信连接。
可选地，所述外设接口包括：电源输入接口；
所述PMIC电源管理器经由所述电源输入接口与外部供电模块电连接，配置用于向所述核心板上包括的应用处理器、RAM存储器、UFS存储器各部件输出不同的电源电压。
可选地，所述外设接口还包括：IIC/SPI/UART总线接口以及GPIO接口；
所述应用处理器经由所述IIC/SPI/UART总线接口和/或GPIO接口与所述核心板所属车辆的MCU微控制器通信连接。
可选地，所述外设接口还包括：
音频信号输入/输出接口，配置用于将外部设备的音频输入信号传输至所述应用处理器处理，并将所述应用处理器处理得到的输出信号传输至所述外部设备；
所述音频信号输入/输出接口包括：TDM/I2S/PCM接口。
可选地，所述外设接口还包括：
视频输入/输出接口，配置用于将外部设备的视频信号传输至所述应用处理器进行编解码处理，并输出编解码处理结果进行显示；
所述视频输入接口包括CSI接口，所述视频输出接口包括DSI/DP接口。
可选地，所述外设接口还包括：
EMMC接口，配置用于外接EMMC存储器；
SDIO接口，配置用于外接SD卡。
可选地，所述外设接口还包括：USB接口，连接至所述应用处理器，配置用于外部电子设备和汽车座舱系统的连接接口，或车辆上软件系统升级的接口；其中，
所述USB接口包括：USB2.0接口，配置用于所述核心板的多种运行程序的下载或外接U盘；
USB3.1接口，作为所述操作系统的调试接口。
可选地，所述外设接口还包括：
PCIE接口，所述应用处理器经由所述PCIE接口与外部BT/WIFI模块通信连接。
可选地，所述外设接口还包括：
RGMII车载以太网接口，连接至所述应用处理器，所述应用处理器内置以太网MAC控制器，所述应用处理器经由所述RGMII车载以太网接口连接至外围以太网SWITCH芯片或PHY芯片；
UART接口，连接至所述应用处理器，所述应用处理器经由所述UART接口与外部GNSS芯片通信连接；
JTAG接口，作为所述应用处理器的调试接口。
根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种车载电子设备，所述车载电子设备包括设备本体以及上述任一项所述的用于汽车座舱系统的核心板。
本实用新型实施例是将车机系统的大脑，应用处理器部分，按照它的最小系统的方式，设计为一块核心板，使得车机系统的大脑功能独立化，能做到更好的一致性以及更高的稳定性，另外，还提供了丰富的标准化的外设接口以满足不同的操作及使用需求，极大了拓宽了车机系统的车型适应范围，同时提高了车机系统的可靠性和稳定性。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是根据本实用新型实施例的用于汽车座舱系统的核心板结构示意图；
图2是根据本实用新型优选实施例的用于汽车座舱系统的核心板结构示意图；
图3是根据本实用新型实施例的车载电子设备示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1是根据本实用新型实施例提供的用于汽车座舱系统的核心板100结构示意图，参见图1可知，本实施例提供的用于汽车座舱系统的核心板100可以包括：应用处理器110、至少一个PMIC电源管理器120、多个外设接口以及与应用处理器110通信连接的、至少一个RAM存储器130和UFS存储器140。
可选地，PMIC电源管理器120与应用处理器110、RAM存储器130、UFS存储器140电连接，配置用于向核心板100上的应用处理器110、RAM存储器130、UFS存储器140各部件供电；UFS存储器140，配置用于存储汽车座舱系统的操作系统、多种运行程序以及与汽车座舱系统相关的多种类型的数据信息；应用处理器110，配置用于向UFS存储器140读取操作系统和/或运行程序，并在RAM存储器130中运行。另外，本实施例提供的核心板还可以包括多个外设接口(未在图中示出)，配置用于在核心板100和多个外部设备之间建立通信连接。图2示出了根据本实用新型优选实施例的核心板示意图，图2所示核心板设置有两个PMIC电源管理器120和两个RAM存储器130，实际应用中可以根据不同的需求设置PMIC电源管理器120和RAM存储器130的数量，本实用新型不做限定。
本发明实施例提供的核心板100集成了应用处理器110最小系统所需的所有关键器件，包括应用处理器110，RAM存储器130，UFS存储器140，PMIC电源管理器120，同时，核心板100还可以提供多个外设接口供不同的操作需求。可选地，本实施例中的应用处理器110可选用SA8155CPU芯片。RAM存储器130可选用LPDDR4X内存，做为所有程序指令的运行空间，系统运行时，所有程序指令都需在RAM存储器130中执行。UFS存储器140，整机系统的存储器，包括整机操作系统、各种类型的程序以及多种类型的数据信息如人机交互界面信息、与整车的交互信息、导航地图信息、音乐文件、关机前系统运行状态信息等都可存储在UFS存储器140中。
上文介绍，本实施例提供的用于汽车座舱系统的核心板100还可以包括多个外设接口，以在核心板100和多个外部设备之间建立通信连接，从而实现数据的传递。可选地，结合图2可知，本实施例核心板100提供的外设接口可以包括：
电源输入接口；PMIC(Power Management IC，电源管理集成电路)电源管理器120经由电源输入接口与外部供电模块电连接，配置用于向核心板100上包括的应用处理器110、RAM存储器130、UFS存储器140各部件输出不同的电源电压。其中，外部供电模块可以为核心板外接的DC-DC稳压器，其可以将车辆电池12V的电压转换成3.3V的电压输出给核心板100上PMIC电源管理器120供电。
PMIC电源管理器120输出核心板100上关键器件所需各电源电压，包括0.85V、0.6V、1.8、1.1V、0.8V、1.35V、2V等电压。在PMIC电源管理器120为核心板100上各部件供电之后，应用处理器110开始启动，先从UFS存储器140中读取boot引导程序到LPDDR4X内存执行，完成对各存储器的初始化，后从UFS搬运操作系统到LPDDR4X内存运行，完成其它外设的初始化，操作系统正常启动，完成开机操作，液晶屏正常显示操作界面，通过触摸屏可以对界面进行操作，点击各应用程序图片即可运行相应功能。
IIC/SPI/UART总线接口以及GPIO接口；应用处理器110经由IIC/SPI/UART总线接口和/或GPIO接口与所述核心板100所属车辆的MCU微控制器通信连接，MCU为外部的车辆信息处理器VP，实现信息交互。此外，还可以通过MCU实现整机的电源管理功能。其中，IIC(Inter Integrated Circuit，内部集成电路)，SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器)接口，可作为应用处理器110的不同总线接口，可连接此类总线外设。GPIO(General-purposeinput/output，通用型之输入输出)接口，可作为应用处理器110的通用输入输出接口，用于对外设的控制或者其它用途。其中，MCU微控制器，用于处理外部的车辆信息，MCU微控制器连接到车载总线如CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)、LIN(LocalInterconnect Network，局域互联网络)、Flexray上，实现与整车的信息交互；MCU微控制器通过SPI、UART、GPIO接口与核心板100上的应用处理器110实现信息交互；车机系统上的所有电源系统的管理，也通过MCU微控制器来控制。
音频信号输入/输出接口，配置用于将外部设备的音频输入信号传输至应用处理器110处理，并将应用处理器110处理得到的输出信号传输至该外部设备；音频信号输入/输出接口包括：TDM/I2S/PCM接口。TDM(时分复用)、I2S(Inter—IC Sound，集成电路内置音频总线)、PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)可以为多路不同的音频信号输入输出接口，音频信号通过此接口传输到应用处理器110由应用处理器110进行数据处理，当应用处理器110处理数据完成之后，再通过此接口将处理后的数据传输给外部设备使用。
视频输入/输出接口，配置用于将外部设备的视频信号传输至应用处理器110进行编解码处理，并输出编解码处理结果进行显示；所述视频输入接口包括CSI(Camera SerialInterface，相机串行接口)接口，所述视频输出接口包括DSI/DP接口。例如，来自摄像头的视频信号可经过CSI接口输入给应用处理器110做数据处理及编解码，视频信号在CPU编解码及处理后，人机交互界面的图形信号经过GPU渲染后，所有处理好后的图像视频流信号都通过DSI(displayserial interface，显示串行接口)、或DP(DisplayPort，显示接口)接口输出，再经过GMSL(多媒体串行链路)串行器输出到液晶屏显示。
SDIO接口，配置用于外接SD卡或EMMC存储器，SDIO是SD型的扩展接口，作为车机系统的存储拓展接口。
USB接口，连接至应用处理器110，配置用于外部电子设备和汽车座舱系统的连接接口，或车辆上软件系统升级的接口；其中，USB接口包括：USB2.0接口，配置用于所述核心板100的多种运行程序的下载或外接U盘；USB3.1接口，作为操作系统的调试接口。USB2.0和USB3.1两路接口均可连接到应用处理器110。另外，USB接口外部可增加快充电路，可实现快速充电功能，也可以用作手机和车机的互联功能，同时也可以用作车辆上软件系统升级的接口。
PCIE接口，应用处理器110经由PCIE接口与外部WIFI芯片通信连接，例如与外围WIFI模块NF3205Q相连，WIFI芯片支持wifi的802.11b/g/n标准，2.4GHz的wifi信号。PCIE(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准。
RGMII车载以太网接口，连接至应用处理器110，应用处理器110内置以太网MAC控制器，应用处理器110经由RGMII(Reduced Gigabit Media Independent Interface，精简吉比特介质独立接口)车载以太网接口连接至外围以太网SWITCH芯片，或直接连接到外部的PHY芯片，从而连接到整车车载以太网骨干网上，实现整车信息的交互功能。其中，PHY是一个操作OSI模型物理层的设备。一个以太网PHY是一个芯片，可以发送和接收以太网的数据帧(frame)。它通常缺乏NIC(网络接口控制器)芯片所提供的Wake-on-LAN或支持BootROM的先进功能。此外，不同于NIC，PHY没有自己的MAC地址。
UART接口，连接至应用处理器110，应用处理器110经由所述UART接口与外部GNSS芯片通信连接，实际应用中，应用处理器110可通过4线UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)与外部的GNSS芯片相连，实现导航定位功能。
JTAG接口，作为应用处理器110的调试接口，用作开发调试。JTAG(JointTestAction Group，联合测试工作组)是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试。
基于同一发明构思，本实用新型实施例还提供了一种车载电子设备，参见图3可知，该车载电子设备包括设备本体200以及上述任一实施例所述的用于汽车座舱系统的核心板100。
本实施例提供的核心板提供了丰富的外设接口，包括SDIO接口、USB2.0和USB3.1接口、DSI和DP视频输出接口、CSI视频输入接口、以太网RGMII接口、TDM/PCM/I2S音频输入接口，PCIE接口、GPIO接口、UART/SPI/I2C接口，电源输入接口、与MCU的连接接口、JTAG调试接口等。基于本实施例提供的方案将车机系统的大脑——应用处理器部分，按照最小系统的方式设计为一块核心板，使得车机系统的大脑功能独立化，能做到更好的一致性以及更高的稳定性，而且通过标准化核心板的接口可连接多种外接设备，满足不同的操作需求。另外，在车机系统中，还可以将功能外设部分也进行集成单独设计形成主板，核心板与主板可直接通过SMT表贴工艺焊接，后续产品的优化及功能增加，应付不同的车机需求，都可以通过只更新核心板或者只更新主板上的部分外设模块的方式来完成，因此极大的降低了成本和缩短了开发周期，极大了拓宽了车机系统的车型适应范围，车机系统的可靠性、稳定性也得到了很大的提高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型的保护范围最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于汽车座舱系统的核心板，其特征在于，所述核心板包括：应用处理器、至少一个PMIC电源管理器、多个外设接口以及与所述应用处理器通信连接的UFS存储器和至少一个RAM存储器；
其中，所述PMIC电源管理器与所述应用处理器、RAM存储器、UFS存储器电连接，配置用于向所述核心板上的应用处理器、RAM存储器、UFS存储器各部件供电；
所述UFS存储器，配置用于存储汽车座舱系统的操作系统、多种运行程序以及与所述汽车座舱系统相关的多种类型的数据信息；
所述应用处理器，配置用于向所述UFS存储器读取所述操作系统和/或运行程序，并在所述RAM存储器中运行；
所述多个外设接口，配置用于在所述核心板和多个外部设备之间建立通信连接；所述外设接口包括：
IIC/SPI/UART总线接口以及GPIO接口；所述应用处理器经由所述IIC/SPI/UART总线接口和/或GPIO接口与所述核心板所属车辆的MCU微控制器通信连接；
RGMII车载以太网接口，连接至所述应用处理器，所述应用处理器内置以太网MAC控制器，所述应用处理器经由所述RGMII车载以太网接口连接至外围以太网SWITCH芯片或PHY芯片；
UART接口，连接至所述应用处理器，所述应用处理器经由所述UART接口与外部GNSS芯片通信连接；
JTAG接口，作为所述应用处理器的调试接口。
2.根据权利要求1所述的核心板，其特征在于，所述外设接口包括：电源输入接口；
所述PMIC电源管理器经由所述电源输入接口与外部供电模块电连接，配置用于向所述核心板上包括的应用处理器、RAM存储器、UFS存储器各部件输出不同的电源电压。
3.根据权利要求1所述的核心板，其特征在于，所述外设接口还包括：
音频信号输入/输出接口，配置用于将外部设备的音频输入信号传输至所述应用处理器处理，并将所述应用处理器处理得到的输出信号传输至所述外部设备；
所述音频信号输入/输出接口包括：TDM/I2S/PCM接口。
4.根据权利要求1所述核心板，其特征在于，所述外设接口还包括：
视频输入/输出接口，配置用于将外部设备的视频信号传输至所述应用处理器进行编解码处理，并输出编解码处理结果进行显示；
所述视频输入接口包括CSI接口，所述视频输出接口包括DSI/DP接口。
5.根据权利要求1所述的核心板，其特征在于，所述外设接口还包括：
EMMC接口，配置用于外接EMMC存储器；
SDIO接口，配置用于外接SD卡。
6.根据权利要求1所述的核心板，其特征在于，所述外设接口还包括：USB接口，连接至所述应用处理器，配置用于外部电子设备和汽车座舱系统的连接接口，或车辆上软件系统升级的接口；其中，
所述USB接口包括：USB2.0接口，配置用于所述核心板的多种运行程序的下载或外接U盘；
USB3.1接口，作为所述操作系统的调试接口。
7.根据权利要求1所述的核心板，其特征在于，所述外设接口还包括：
PCIE接口，所述应用处理器经由所述PCIE接口与外部BT/WIFI模块通信连接。
8.一种车载电子设备，其特征在于，所述车载电子设备包括设备本体以及权利要求1-7任一项所述的用于汽车座舱系统的核心板。
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| CN113867830A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司 | 一种基于通用闪存存储的系统及其启动方法 |
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2019
- 2019-05-06 CN CN201920635469.0U patent/CN210793057U/zh active Active
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