CN219145379U - 车载计算平台装置、车载电子系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车载计算平台装置、车载电子系统及车辆，涉及车辆技术领域，该车载计算平台装置包括：设置有多个标准槽位的背板单元，背板单元通过槽位插接子板卡，子板卡包括输入/输出单元和主控处理单元。通过背板单元为插接在背板单元上的子板卡供电和数据互通；输入/输出单元将接收数据通过背板单元对应传递至子板卡；主控处理单元基于硬件隔离和虚拟化技术，通过搭载多系统，进行不同系统的业务处理。本申请的车载计算平台装置具有较好的可扩展性，可以升级迭代，可以适配不同的车型，能够满足车载软件不断升高的算力需求。

Description

车载计算平台装置、车载电子系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车载计算平台装置、车载电子系统及车辆。

背景技术

随着电子技术及人工智能的高速发展，车辆的智能化程度越来越高。这其中离不开车辆的控制硬件和控制软件的相辅相成，车辆的控制硬件用于提供车辆控制的基础物理支撑，车辆的控制软件用于提供控制逻辑运算及分析。

目前，在对车辆的控制软件进行升级迭代时，通常会伴随着大量的控制硬件算力需求，而车辆的控制硬件通常是根据车型进行定制化开发获得的，导致车辆的控制硬件的可扩展性较差。

实用新型内容

本申请提供一种车载计算平台装置、车载电子系统及车辆，以解决目前车辆的控制硬件的可扩展性较差的问题。

第一方面，本申请提供一种车载计算平台装置，包括：设置有多个标准槽位的背板单元，背板单元通过槽位插接子板卡，子板卡包括输入/输出单元和主控处理单元；

背板单元，用于为插接在背板单元上的子板卡供电和数据互通；

输入/输出单元，用于将接收数据通过背板单元对应传递至子板卡；

主控处理单元，用于基于硬件隔离和虚拟化技术，通过搭载多系统，进行不同系统的业务处理。

可选的，主控处理单元包括系统级芯片(System on Chip，SOC)，SOC上搭载多系统，该系统至少包括仪表系统、娱乐系统和驾驶系统中的至少一种，SOC用于进行不同系统的业务处理。

可选的，主控处理单元还包括分别与SOC连接的视频输入模块、视频输出模块以及音频处理模块；视频输入模块，用于接收车载视频设备发送的视频信息，将视频信息传递给SOC，使得SOC根据视频信息进行相应的业务处理；视频输出模块，用于输出SOC对视频信息的业务处理结果；音频处理模块，用于接收车辆内部或外部的音频信息，将音频信息传递给SOC，以及输出经过SOC处理后的音频信息。

可选的，背板单元包括电源供给模块、管理总线、高速串行总线(PeripheralComponent Interconnect Express，PCIE)总线以及以太网总线；电源供给模块，用于为插接在背板单元上的子板卡供电；管理总线，包括内部集成电路(Inter-IntegratedCircuit，I2C)总线和休眠/唤醒总线，I2C总线用于子板卡的微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)的底层数据互通；休眠/唤醒总线用于休眠或唤醒子板卡；PCIE总线，用于子板卡的应用数据互通；以太网总线，用于子板卡的实时车身数据互通。

可选的，背板单元还包括通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)；USB总线，用于在PCIE总线带宽不足的情况下，进行子板卡的应用数据互通。

可选的，接收数据包括车身数据和车身外数据，输入/输出单元包括车辆处理器(Vehicle Processor，VP)模块、车身总线模块、车身输入/输出控制模块以及射频(RadioFrequency，RF)模块；VP模块，用于确定接收数据是否需要其他子板卡处理；若是，则将接收数据通过背板单元传递给其他子板卡；若否，则将接收数据通过车身总线模块或车身输入/输出控制模块转发至车身的目标节点；车身总线模块，用于接收或发送以总线方式传递的车身数据；车身输入/输出控制模块，用于接收或发送以单端信号方式传递的车身数据；RF模块，用于接收或发送车身外数据。

可选的，子板卡还包括加速处理单元，加速处理单元用于通过背板单元接收主控处理单元发送的待处理业务数据，进行超出主控处理单元算力的系统的业务处理。

可选的，加速处理单元包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)加速处理单元；AI加速处理单元，用于接收主控处理单元和/或输入/输出单元通过背板单元发送的AI相关数据，根据AI相关数据，进行AI处理，得到AI处理结果，并将AI处理结果通过背板单元发送给主控处理单元。

可选的，加速处理单元包括至少一个扩展处理单元；扩展处理单元，用于在主控处理单元算力不足的情况下，接收主控处理单元通过背板单元发送的待处理数据，对待处理数据进行处理，得到待处理数据对应的处理结果，并将待处理数据对应的处理结果通过背板单元发送给主控处理单元。

可选的，至少一个扩展处理单元包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和双倍速率(Double Data Rate，DDR)内存。

第二方面，本申请提供一种车载电子系统，包括如本申请第一方面所述的车载计算平台装置、传感器和执行器；

传感器，用于响应于面向车辆的执行指令，获取车身数据，并将车身数据发送给输入/输出单元；

执行器，用于执行从输入/输出单元获取的相关指令。

第三方面，本申请提供一种车辆，包括车辆本体、前轮和后轮，其中，车辆本体设置在前轮和后轮之间；该车辆还包括设置在车辆本体上的如本申请第一方面所述的车载计算平台装置或如本申请第二方面所述的车载电子系统。

本申请提供的车载计算平台装置、车载电子系统及车辆，车载计算平台装置包括设置有多个标准槽位的背板单元，背板单元通过槽位插接子板卡，子板卡包括输入/输出单元和主控处理单元。通过背板单元为插接在背板单元上的子板卡供电和数据互通；输入/输出单元将接收数据通过背板单元对应传递至子板卡；主控处理单元基于硬件隔离和虚拟化技术，通过搭载多系统，进行不同系统的业务处理。由于本申请的车载计算平台装置由背板单元、输入/输出单元和主控处理单元组成，实现了车载计算平台装置的模块化设计，其中，背板单元上设置有多个标准槽位，用于提供开放的标准板卡互联接口，便于子板卡通过槽位插接到背板单元；通过输入/输出单元实现了车身硬件接口与算力的分离，因此，本申请的车载计算平台装置具有较好的可扩展性，可以升级迭代，可以适配不同的车型，能够满足车载软件不断升高的算力需求。另外，还可以通过向第三方开发者开放设计规范及标准板卡互联接口，来实现产品的快速落地。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的车载计算平台装置的示意图；

图2为本申请另一实施例提供的车载计算平台装置的示意图；

图3为本申请一实施例提供的背板单元的系统示意图；

图4为本申请一实施例提供的背板单元的总线交换系统示意图；

图5为本申请一实施例提供的车载电子系统的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准，并提供有相应的操作入口，供用户选择授权或者拒绝。

近年来，随着电子技术及人工智能的高速发展，人们对车辆的驾驶辅助技术及自动驾驶技术的需求越来越高，通过不断地对车辆的控制软件进行空中下载技术(Over-the-Air Technology，OTA)升级，使得车辆更加智能化。

目前，在对车辆的控制软件进行升级迭代时，通常会伴随着大量的控制硬件算力需求，而车辆的生命周期比较长，同时由于车辆的控制硬件的差异性，车辆的控制硬件的开发均为封闭式的，各不互通，单一的控制硬件只能适应某一特定的车型，即车辆的控制硬件通常是根据车型进行定制化开发获得的，导致车辆的控制硬件的可扩展性较差。

基于上述问题，本申请提供一种车载计算平台装置、车载电子系统及车辆，通过将车辆的控制硬件进行模块化设计，开放标准化板卡互联接口，可以使得车辆的控制硬件接口与算力分离，车辆的控制硬件可升级迭代，可以适配不同的车型，同时能够满足控制软件不断升高的算力需求。另外，通过向第三方开发者开放设计规范及标准接口，可以实现产品的快速落地。

图1为本申请一实施例提供的车载计算平台装置的示意图。如图1所示，本申请实施例的车载计算平台装置100包括：设置有多个标准槽位的背板单元110，背板单元110通过槽位插接子板卡，子板卡包括输入/输出单元120和主控处理单元130。其中：

背板单元110，用于为插接在背板单元110上的子板卡供电和数据互通。

输入/输出单元120，用于将接收数据通过背板单元110对应传递至子板卡。

主控处理单元130，用于基于硬件隔离和虚拟化技术，通过搭载多系统，进行不同系统的业务处理。

本申请实施例中，背板单元110可以理解为子板卡的接入载体，背板单元110上设置有多个标准槽位，即提供了开放的标准化板卡互联接口，子板卡可以通过槽位插接在背板单元110上。背板单元110通过槽位为插接在背板单元110上的子板卡供电以及数据互通。可选的，背板单元110还可以用于休眠或唤醒子板卡。对于背板单元110包含的具体模块，可参考后续实施例。

示例性地，输入/输出单元120的接收数据比如为来自车辆内部的车身数据或来自车辆外部的车身外数据，其中，车身数据为来自车身接口或交互总线的数据，车身数据比如包括车速、车辆胎压、车辆按键和车辆电量等；车身外数据比如为来自车辆外部的网络通信数据或OTA整车升级数据等。输入/输出单元120将接收数据中需要其他子板卡处理的数据通过背板单元110对应传递至子板卡。例如，输入/输出单元120将接收数据中需要主控处理单元130处理的数据通过背板单元110对应传递至主控处理单元130，以便于主控处理单元130进行相应的业务处理。可以理解，输入/输出单元120为接收车身数据和车身外数据的统一入口，通过输入/输出单元120可以将接收到的车身数据和车身外数据转换为子板卡能够识别的数据，并对应传递至子板卡，实现了车身硬件接口与算力的分离。对于输入/输出单元120包含的具体模块，可参考后续实施例。

主控处理单元130可以理解为车辆的中央处理单元。示例性地，主控处理单元130比如包括高性能的SOC，利用硬件隔离技术对SOC进行硬件隔离处理，以提高安全性，得到硬件隔离处理后的SOC，可以将硬件隔离处理后的SOC用于比如车辆仪表的显示。利用虚拟化技术在SOC上虚拟化出多个系统，即通过搭载多系统，进行不同系统(比如仪表系统、娱乐系统)的业务处理。对于主控处理单元130包含的具体模块，可参考后续实施例。

本申请实施例提供的车载计算平台装置，包括设置有多个标准槽位的背板单元，背板单元通过槽位插接子板卡，子板卡包括输入/输出单元和主控处理单元。通过背板单元为插接在背板单元上的子板卡供电和数据互通；输入/输出单元将接收数据通过背板单元对应传递至子板卡；主控处理单元基于硬件隔离和虚拟化技术，通过搭载多系统，进行不同系统的业务处理。由于本申请实施例的车载计算平台装置由背板单元、输入/输出单元和主控处理单元组成，实现了车载计算平台装置的模块化设计，其中，背板单元上设置有多个标准槽位，用于提供开放的标准板卡互联接口，便于子板卡通过槽位插接到背板单元；通过输入/输出单元实现了车身硬件接口与算力的分离，因此，本申请实施例的车载计算平台装置具有较好的可扩展性，可以升级迭代，可以适配不同的车型，能够满足车载软件不断升高的算力需求。另外，还可以通过向第三方开发者开放设计规范及标准板卡互联接口，来实现产品的快速落地。

在上述实施例的基础上，图2为本申请另一实施例提供的车载计算平台装置的示意图，如图2所示，车载计算平台装置100的主控处理单元130可以包括SOC 1301，SOC 1301上搭载多系统，该系统至少包括仪表系统、娱乐系统和驾驶系统中的至少一种，SOC 1301用于进行不同系统的业务处理。

示例性地，可以利用硬件隔离技术对SOC 1301进行硬件隔离处理，以提高安全性，得到硬件隔离处理后的SOC 1301，可以将硬件隔离处理后的SOC1301用于比如车辆仪表的显示(即应用于仪表系统)。利用虚拟化技术在SOC1301上虚拟化出多个系统，进行娱乐系统和驾驶系统等不同系统的业务处理，其中，驾驶系统比如为自动驾驶(AutonomousDriving，AD)辅助驾驶应用系统。

在上述实施例的基础上，参考图2，主控处理单元130还可以包括分别与SOC 1301连接的视频输入模块1302、视频输出模块1303以及音频处理模块1304。其中，视频输入模块1302，用于接收车载视频设备发送的视频信息，将视频信息传递给SOC 1301，使得SOC 1301根据视频信息进行相应的业务处理；视频输出模块1303，用于输出SOC 1301对视频信息的业务处理结果；音频处理模块1304，用于接收车辆内部或外部的音频信息，将音频信息传递给SOC 1301，以及输出经过SOC 1301处理后的音频信息。

示例性地，视频输入模块1302比如用于多车载摄像头的接入，SOC 1301用于进行AD辅助驾驶及行车记录等业务的处理。具体地，车载摄像头的输入视频信息直接与主控处理单元130连接，车载摄像头的输入视频信息用于环视、行车记录仪或自动泊车等AD辅助驾驶的业务处理，SOC 1301将视频信息与输入/输出单元120通过背板单元110传递的车身数据相结合，进行综合处理及融合，并将相关的视频信息通过视频输出模块1303进行显示，而控制车身数据则通过输入/输出单元120输出至整车。视频输出模块1303可以用于多输出驱动屏幕，给用户提供视觉画面。具体地，SOC 1301输出相关的信息驱动屏幕，比如仪表屏、娱乐屏或空调控制面板等，相关的车身数据由输入/输出单元120提供。音频处理模块1304可以接收来自车辆内部或外部的音频信息(比如声音信息)，将音频信息传递给SOC 1301，以及输出经过SOC 1301处理后的音频信息。音频信息直接由主控处理单元130获取，为基础应用功能。

在上述实施例的基础上，可选的，主控处理单元130还可以包括以下未在图2中示出的模块：MCU，用于进行底层数据的管理和控制；存储模块，用于数据存储处理。

示例性地，底层数据比如包括电源管理、启动时序、温度监控及控制、车身信息的接收处理及传递等。

可以理解，对于车载计算平台装置100的对外接口部分，主控处理单元130存在视频输入接口、视频输出接口以及音频接口，而其他车身接口及交互总线由输入/输出单元120接入。

在上述实施例的基础上，参考图2，车载计算平台装置100的背板单元110可以包括电源供给模块1101、管理总线1102、PCIE总线1103以及以太网总线1104；电源供给模块1101，用于为插接在背板单元110上的子板卡供电；管理总线1102，包括I2C总线和休眠/唤醒总线，I2C总线用于子板卡的MCU的底层数据互通；休眠/唤醒总线用于休眠或唤醒子板卡；PCIE总线1103，用于子板卡的应用数据互通；以太网总线1104，用于子板卡的实时车身数据互通。

示例性地，电源供给模块1101可以为通过槽位插接在背板单元110上的各子板卡提供电力供给及输入电源的管理。管理总线1102中的I2C总线，可以用于各子板卡内部MCU的底层数据交互及管理。管理总线1102中的休眠/唤醒总线，可以用于休眠子板卡或唤醒子板卡，具体地，车身的休眠信号或唤醒信号比如可以通过控制器局域网络(ControllerArea Network，CAN)总线、本地互联网(Local Interconnect Network，LIN)中心、Flexray(一种车载网络标准)总线或以太网(Ethernet)等传递给输入/输出单元120，输入/输出单元120将相关的信息传递给休眠/唤醒总线，从而实现各子板卡的休眠或唤醒工作。PCIE总线1103用于各子板卡内部高速应用数据的传输，能够实现对传输速率要求较高、对带宽需求较大、对时延及安全性要求较低的应用数据的传输。其中，PCIE交换机(SWITCH)用于各子板卡间PCIE数据流的交换；应用数据比如包括车辆的显示数据、摄像头数据以及音频数据等。以太网总线1104用于各子板卡内部车身实时性数据的传输，能够实现对传输速率要求较低、对带宽需求较小、对实时性及安全性要求较高的车身数据的传输。其中，以太网交换机用于各子板卡间以太网数据流的交换。

在上述实施例的基础上，可选的，背板单元110还可以包括USB总线1105；USB总线1105，用于在PCIE总线1103带宽不足的情况下，进行子板卡的应用数据互通。

可以理解，USB总线1105为预留的高速总线接口，应用场景与PCIE总线1103类似，即可以用于进行子板卡的应用数据互通。

可选的，背板单元110还可以包括MCU(图2中未示出)，用于进行底层数据的管理和控制。

在上述实施例的基础上，示例性地，图3为本申请一实施例提供的背板单元的系统示意图，如图3所示，背板单元上设置有5个标准槽位，即槽位1至槽位5，每个槽位均连接着电源供给模块、管理总线、PCIE总线、以太网总线以及USB总线。可以理解，背板单元上的标准槽位可以包括电源供给接口、管理总线接口、PCIE总线接口、以太网总线接口以及USB总线接口。其中，电源供给模块给每个槽位提供比如200W的电力；PCIE总线通过PCIE交换机与每个槽位连接；以太网总线通过以太网交换机与每个槽位连接；USB总线通过USB交换机与每个槽位连接。基于图3，图4为本申请一实施例提供的背板单元的总线交换系统示意图，如图4所示，示出了每个总线与MCU以及每个槽位(即槽位1至槽位5)的连接关系：PCIE总线通过PCIE交换机与MCU以及每个槽位连接；以太网总线通过以太网交换机与MCU以及每个槽位连接；USB总线通过USB交换机与MCU以及每个槽位连接；I2C总线通过I2C交换机与MCU以及每个槽位连接；休眠/唤醒总线与MCU以及每个槽位连接。

可以理解，背板单元110用于各子板卡的电源供给、休眠或唤醒管理、低速管理数据交互以及高速应用数据的交互工作。

在上述实施例的基础上，输入/输出单元120的接收数据可以包括车身数据和车身外数据，参考图2，车载计算平台装置100的输入/输出单元120可以包括VP模块1201、车身总线模块1202、车身输入/输出控制模块1203以及RF模块1204；VP模块1201，用于确定接收数据是否需要其他子板卡处理；若是，则将接收数据通过背板单元110传递给其他子板卡；若否，则将接收数据通过车身总线模块1202或车身输入/输出控制模块1203转发至车身的目标节点；车身总线模块1202，用于接收或发送以总线方式传递的车身数据；车身输入/输出控制模块1203，用于接收或发送以单端信号方式传递的车身数据；RF模块1204，用于接收或发送车身外数据。

示例性地，VP模块1201为具备功能安全的处理器，主要用于输入/输出单元120的数据交互及控制。具体地，VP模块1201根据接收数据，确定接收数据是否需要其他子板卡处理；若是，则将接收数据通过背板单元110传递给其他子板卡；若否，则将接收数据通过车身总线模块1202或车身输入/输出控制模块1203转发至车身的目标节点。例如，VP模块1201在接收到空调按键对应的控制信号时，确定控制信号不需要其他子板卡处理，则将控制信号直接输出至空调，以控制空调执行控制信号对应的动作。车身总线模块1202包括多路的CAN、LIN、Flexray以及Ethernet的输入接口，用于接收或发送以总线方式传递的车身数据。车身输入/输出控制模块1203用于接收或发送以单端信号方式(比如高低电平方式)传递的车身数据。RF模块1204比如包含5G通信模块、车联网(Vehicle to X，V2X)模块、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)模块、无线保真(Wireless Fidelity，WIFI)模块、及蓝牙低能耗(Bluetooth Low Energy，BLE)钥匙模块等。RF模块1204主要用于车辆外部与车辆内部的通信，包括网络通信、数据下载、OTA整车升级、V2X信息交互、GPS定位以及蓝牙车钥匙等功能。

可选的，输入/输出单元120还可以包括以下未在图2中示出的模块：存储模块，用于数据存储处理；DDR模块，用于提供内存。

可以理解，车身数据及车身外数据通过输入/输出单元120接入并进行交换，车辆内部所需的信息通过背板单元110传递给主控处理单元130。

在上述实施例的基础上，子板卡还包括加速处理单元(图2中未示出)，加速处理单元用于通过背板单元110接收主控处理单元130发送的待处理业务数据，进行超出主控处理单元130算力的系统的业务处理。

可以理解，加速处理单元能够提高主控处理单元130的算力。

参考图2，可选的，加速处理单元可以包括AI加速处理单元140；AI加速处理单元140，用于接收主控处理单元130和/或输入/输出单元120通过背板单元110发送的AI相关数据，根据AI相关数据，进行AI处理，得到AI处理结果，并将AI处理结果通过背板单元110发送给主控处理单元130。

示例性地，AI加速处理单元140用于进行AI需求的处理运算，以弥补主控处理单元130的不足。AI相关数据可以由输入/输出单元120和主控处理单元130通过背板单元110的高速信息总线交互系统提供，并将得到的AI处理结果通过背板单元110发送给主控处理单元130，用以实现相关的AI功能，或提供相应的AI算力为发送给主控处理单元130提供服务。例如，对于AI语音识别的应用，麦克风相关的信息由主控处理单元130获取，通过背板单元110传递给AI加速处理单元140，相关的车身数据由输入/输出单元120获取，并通过背板单元110传递给AI加速处理单元140。AI加速处理单元140将相关数据进行处理后，传递给主控处理单元130和输入/输出单元120进行下一步的控制及影音输出工作。

可选的，AI加速处理单元140可以包括以下未在图2中示出的模块：MCU，用于进行底层数据的管理和控制；存储模块，用于数据存储处理；DDR模块，用于提供内存；神经网络处理单元(Neural-network Processing Unit，NPU)，用于处理视频或图像等海量多媒体数据。

参考图2，可选的，加速处理单元可以包括至少一个扩展处理单元150；扩展处理单元150，用于在主控处理单元130算力不足的情况下，接收主控处理单元130通过背板单元110发送的待处理数据，对待处理数据进行处理，得到待处理数据对应的处理结果，并将待处理数据对应的处理结果通过背板单元110发送给主控处理单元130。可选的，至少一个扩展处理单元150可以包括GPU和DDR内存。

示例性地，假设加速处理单元包括两个扩展处理单元，分别为扩展处理单元1和扩展处理单元2(未在图2中示出)。其中，扩展处理单元1为高算力加速板卡，由高性能GPU和相关DDR内存颗粒组成，为纯加速单元。在主控处理单元130的算力不足时，可以根据算力需求提供高算力，例如，GPU的算力可以支持大规模的三维渲染，给用户提供更好的显示效果，超高的渲染能力可以提供桌面级的游戏体验。具体地，相关的视频流由主控处理单元130输出，通过背板单元110的PCIE总线传递给扩展处理单元1，由GPU进行专业的加速渲染，处理后的图像再通过背板单元110的PCIE总线传递给主控处理单元130进行显示。扩展处理单元2为预留子板卡，用于后续算力提升或其他算力需求。

可选的，扩展处理单元150可以包括以下未在图2中示出的模块：MCU，用于进行底层数据的管理和控制；存储模块，用于数据存储处理；DDR模块，用于提供内存。

可以理解，对于需要较高算力的新需求，而主控处理单元130算力不足的情况下，或者，随着时间的增加，新功能需要增加导致主控处理单元130算力不足的情况下，可以在不改变整车和原有的车载系统的情况下，通过增加相应的扩展处理单元来提升车辆的算力。

可选的，在背板单元110中还可以包括一个预留的用于扩展的槽位，作为对于新需求或者新技术方案的预留接口，也可以作为对于满足规范和协议的第三方的预留接口。

可选的，AI加速处理单元140和扩展处理单元150均可更换。

示例性地，比如可以根据需求，对AI加速处理单元140和扩展处理单元150进行相关的设计和更换；或者，根据满足规范和协议的第三方，对AI加速处理单元140和扩展处理单元150进行相关的设计和更换。

可以理解，背板单元、输入/输出单元和主控处理单元形成最小的车载计算平台装置，分别用于承载互联系统的载体、处理基础的音视频语音(比如智能座舱一体化)和辅助驾驶业务以及对车身数据和车身外数据的交互；加速处理单元包括的AI加速处理单元和至少一个扩展处理单元可以用于提升硬件算力，为辅助驾驶或自动驾驶预留硬件算力和升级空间，在车载系统性能不足的情况下，也可以通过更换或者增加相应的加速处理单元来升级算力；而且由于车身数据线以及车辆软硬件解耦的系统设计方式，使得仅需要更换加速处理单元即可，不会影响其他软硬件及车身线束接口部分。

本申请实施例提供的车载计算平台装置，由背板单元、通过槽位插接在背板单元上的输入/输出单元和主控处理单元组成，实现了车载计算平台装置的模块化设计，其中，背板单元上设置有多个标准槽位，用于提供开放的标准板卡互联接口，便于子板卡通过槽位插接到背板单元；通过输入/输出单元实现了车身硬件接口与算力的分离；通过槽位插接在背板单元上的AI加速处理单元和至少一个扩展处理单元，能够大大提升主控处理单元的算力。因此，本申请实施例的车载计算平台装置具有较好的可扩展性，可以升级迭代，可以适配不同的车型，能够满足车载软件不断升高的算力需求。另外，还可以通过向第三方开发者开放设计规范及标准板卡互联接口，来实现产品的快速落地。

图5为本申请一实施例提供的车载电子系统的示意图。在上述实施例的基础上，如图5所示，本申请实施例的车载电子系统500包括上述实施例中的车载计算平台装置100、传感器501和执行器502。

本申请实施例中，车载计算平台装置100包括：设置有多个标准槽位的背板单元110，背板单元110通过槽位插接子板卡，子板卡包括输入/输出单元120和主控处理单元130。其中：

背板单元110，用于为插接在背板单元110上的子板卡供电和数据互通。

输入/输出单元120，用于将接收数据通过背板单元110对应传递至子板卡。

主控处理单元130，用于基于硬件隔离和虚拟化技术，通过搭载多系统，进行不同系统的业务处理。

在一些实施例中，主控处理单元130可以包括SOC，SOC上搭载多系统，该系统至少包括仪表系统、娱乐系统和驾驶系统中的至少一种，SOC用于进行不同系统的业务处理。

可选的，主控处理单元130还可以包括分别与SOC连接的视频输入模块、视频输出模块以及音频处理模块；视频输入模块，用于接收车载视频设备发送的视频信息，将视频信息传递给SOC，使得SOC根据视频信息进行相应的业务处理；视频输出模块，用于输出SOC对视频信息的业务处理结果；音频处理模块，用于接收车辆内部或外部的音频信息，将音频信息传递给SOC，以及输出经过SOC处理后的音频信息。

在一些实施例中，背板单元110可以包括电源供给模块、管理总线、PCIE(即一种高速串行计算机扩展总线标准)总线以及以太网总线；电源供给模块，用于为插接在背板单元110上的子板卡供电；管理总线，包括I2C总线和休眠/唤醒总线，I2C总线用于子板卡的MCU的底层数据互通；休眠/唤醒总线用于休眠或唤醒子板卡；PCIE总线，用于子板卡的应用数据互通；以太网总线，用于子板卡的实时车身数据互通。

可选的，背板单元110还可以包括USB总线；USB总线，用于在PCIE总线带宽不足的情况下，进行子板卡的应用数据互通。

在一些实施例中，输入/输出单元120可以包括VP模块、车身总线模块、车身输入/输出控制模块以及RF模块；VP模块，用于确定接收数据是否需要其他子板卡处理；若是，则将接收数据通过背板单元110传递给其他子板卡；若否，则将接收数据通过车身总线模块或车身输入/输出控制模块转发至车身的目标节点；车身总线模块，用于接收或发送以总线方式传递的车身数据；车身输入/输出控制模块，用于接收或发送以单端信号方式传递的车身数据；RF模块，用于接收或发送车身外数据。

可选的，子板卡还包括加速处理单元，加速处理单元用于通过背板单元110接收主控处理单元130发送的待处理业务数据，进行超出主控处理单元130算力的系统的业务处理。

可选的，加速处理单元可以包括AI加速处理单元140；AI加速处理单元140，用于接收主控处理单元130和/或输入/输出单元120通过背板单元110发送的AI相关数据，根据AI相关数据，进行AI处理，得到AI处理结果，并将AI处理结果通过背板单元110发送给主控处理单元130。

可选的，加速处理单元可以包括至少一个扩展处理单元150；扩展处理单元150，用于在主控处理单元130算力不足的情况下，接收主控处理单元130通过背板单元110发送的待处理数据，对待处理数据进行处理，得到待处理数据对应的处理结果，并将待处理数据对应的处理结果通过背板单元110发送给主控处理单元130。

可选的，至少一个扩展处理单元150可以包括GPU和DDR内存。

可选的，AI加速处理单元140和扩展处理单元150均可更换。

在上述实施例的基础上，参考图5，车载电子系统500中的传感器501，用于响应于面向车辆的执行指令，获取车身数据，并将车身数据发送给输入/输出单元120；车载电子系统500中的执行器502，用于执行从输入/输出单元120获取的相关指令。

可以理解，通过传感器501可以获取车身数据，并将车身数据发送给输入/输出单元120，以通过输入/输出单元120将车身数据发送给主控处理单元130进行相应的处理，得到主控处理单元130输出的处理结果，即相关指令；进而主控处理单元130可以通过输入/输出单元120将该相关指令发送给执行器502，执行器502执行从输入/输出单元120获取的相关指令。

本申请实施例提供的车载电子系统，具有高集成度、高安全性以及低成本等优势，可以优化目前的车载电子系统，有效简化目前的车载电子系统，降低整车零部件数量；通过提供开放的标准板卡互联接口，能够实现车辆控制硬件的移植和算力的升级迭代，可以有效解决车辆量产后因控制硬件算力不足导致无法OTA升级软件的问题。另外，还可以通过向第三方开发者开放设计规范及标准板卡互联接口，来实现产品的快速落地。

在上述实施例的基础上，本申请还提供一种车辆，包括车辆本体、前轮和后轮，其中，车辆本体设置在前轮和后轮之间；该车辆还包括设置在车辆本体上的如上述任一所示实施例中的车载计算平台装置或车载电子系统。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。在本申请的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种车载计算平台装置，其特征在于，包括：设置有多个标准槽位的背板单元，所述背板单元通过所述槽位插接子板卡，所述子板卡包括输入/输出单元和主控处理单元；

所述背板单元，用于为插接在所述背板单元上的子板卡供电和数据互通；

所述输入/输出单元，用于将接收数据通过所述背板单元对应传递至所述子板卡；

所述主控处理单元，用于基于硬件隔离和虚拟化技术，通过搭载多系统，进行不同系统的业务处理。

2.根据权利要求1所述的车载计算平台装置，其特征在于，所述主控处理单元包括系统级芯片SOC，所述SOC上搭载多系统，所述系统包括仪表系统、娱乐系统和驾驶系统中的至少一种，所述SOC用于进行不同系统的业务处理。

3.根据权利要求2所述的车载计算平台装置，其特征在于，所述主控处理单元还包括分别与所述SOC连接的视频输入模块、视频输出模块以及音频处理模块；

所述视频输入模块，用于接收车载视频设备发送的视频信息，将所述视频信息传递给所述SOC，使得所述SOC根据所述视频信息进行相应的业务处理；

所述视频输出模块，用于输出所述SOC对所述视频信息的业务处理结果；

所述音频处理模块，用于接收车辆内部或外部的音频信息，将所述音频信息传递给所述SOC，以及输出经过所述SOC处理后的音频信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载计算平台装置，其特征在于，所述背板单元包括电源供给模块、管理总线、高速串行总线PCIE以及以太网总线；

所述电源供给模块，用于为插接在所述背板单元上的子板卡供电；

所述管理总线，包括内部集成电路I2C总线和休眠/唤醒总线，所述I2C总线用于所述子板卡的微控制单元MCU的底层数据互通；所述休眠/唤醒总线用于休眠或唤醒所述子板卡；

所述PCIE总线，用于所述子板卡的应用数据互通；

所述以太网总线，用于所述子板卡的实时车身数据互通。

5.根据权利要求4所述的车载计算平台装置，其特征在于，所述背板单元还包括通用串行总线USB；

所述USB总线，用于在所述PCIE总线带宽不足的情况下，进行所述子板卡的应用数据互通。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的车载计算平台装置，其特征在于，所述接收数据包括车身数据和车身外数据，所述输入/输出单元包括车辆处理器VP模块、车身总线模块、车身输入/输出控制模块以及射频RF模块；

所述VP模块，用于确定所述接收数据是否需要其他子板卡处理；若是，则将所述接收数据通过所述背板单元传递给所述其他子板卡；若否，则将所述接收数据通过所述车身总线模块或所述车身输入/输出控制模块转发至车身的目标节点；

所述车身总线模块，用于接收或发送以总线方式传递的车身数据；

所述车身输入/输出控制模块，用于接收或发送以单端信号方式传递的车身数据；

所述RF模块，用于接收或发送所述车身外数据。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的车载计算平台装置，其特征在于，所述子板卡还包括加速处理单元，所述加速处理单元用于通过所述背板单元接收所述主控处理单元发送的待处理业务数据，进行超出所述主控处理单元算力的系统的业务处理。

8.根据权利要求7所述的车载计算平台装置，其特征在于，所述加速处理单元包括人工智能AI加速处理单元；

所述AI加速处理单元，用于接收所述主控处理单元和/或所述输入/输出单元通过所述背板单元发送的AI相关数据，根据所述AI相关数据，进行AI处理，得到AI处理结果，并将所述AI处理结果通过所述背板单元发送给所述主控处理单元。

9.根据权利要求7所述的车载计算平台装置，其特征在于，所述加速处理单元包括至少一个扩展处理单元；所述扩展处理单元，用于在所述主控处理单元算力不足的情况下，接收所述主控处理单元通过所述背板单元发送的待处理数据，对所述待处理数据进行处理，得到所述待处理数据对应的处理结果，并将所述待处理数据对应的处理结果通过所述背板单元发送给所述主控处理单元。

10.根据权利要求9所述的车载计算平台装置，其特征在于，至少一个所述扩展处理单元包括图形处理器GPU和双倍速率DDR内存。

11.一种车载电子系统，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的车载计算平台装置、传感器和执行器；

所述传感器，用于响应于面向车辆的执行指令，获取车身数据，并将所述车身数据发送给所述输入/输出单元；

所述执行器，用于执行从所述输入/输出单元获取的相关指令。

12.一种车辆，其特征在于，包括车辆本体、前轮和后轮，其中，所述车辆本体设置在所述前轮和所述后轮之间；所述车辆还包括设置在所述车辆本体上的如权利要求1至10中任一项所述的车载计算平台装置或如权利要求11所述的车载电子系统。

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