详解特斯拉最新域控电脑硬件

汽车电子与软件 2022-12-04 21:45
域控制器,行泊一体,座舱智驾域融合,中央式电子电气架构等等概念,可以说在现在的汽车产业中都是炙手可热的名词,其中一个核心显然是围绕了汽车域控制器,他是智能电动汽车产业中继电池,传感器之后又一巨大的关键点。
但对于域控制器的相关信息例如域控到底干什么承担什么功能?域控里面到底有些什么芯片?域控的发展会怎么样?等大家比较关心,但系统性分析的比较少,恰巧最近看到[Ingineerix]发布的拆解特斯拉最新Model S Plaid电脑的视频,比较有意思,视频也比较详细介绍了特斯拉电脑内部的硬件和芯片,然后我就把视频分享Vehicle视频号(视频放在文章尾部),想不到很多人感兴趣,也有不少来问是不是能翻译和详解下。
所以,本文将基于[Ingineerix]的拆解视频,通过分析特斯拉电脑PCB板,接口以及芯片信息,结合自己的一些信息和经验从以下:
  • 特斯拉最新电脑组成结构
  • 特斯拉座舱域结构组成以及相关技术
  • 特斯拉智驾域的结构组以及相关技术
几个方面,去分享一些汽车域控制器,以及智能汽车电子电气的结构组成相关的信息,帮助大家对于域控功能及其基本结构芯片有一些了解,希望能给大家带来一些对于智能汽车域控以及整车电子电气架构发展的启发。

特斯拉最新电脑
组成结构
本文分析的特斯拉电脑是最新的电脑,用在特斯拉最高端的Model S Plaid或者最新的Semi卡车上面,当然最重要的是他的电脑模块化设计,可以通过减少或者更改芯片等零部件实现向下兼容。
特斯拉汽车的电脑,都布置在手套箱上部分的中控台里面,大小大概有一个Ipad pro那么大,厚度应该达到了最新iphone手机的宽度,具体可以看下图,主要由座舱域和智驾域组成,但座舱域融合了例如Tbox,网关等几个传统模块,采用水冷散热的方式,水冷板在中间两边分别是座舱和智驾PCB。

座舱域一块PCB板包含了仪表显示娱乐控制,网关,音频功放,Tbox等系列集成在内。Tbox设计成可插接的小PCB板,插接在上面座舱PCB板上,考虑了硬件兼容更换来实现满足不同地区的网络制式,另外座舱PCB板上面通过16通道的ePCI连接GPU模块来支持丰富的高性能显示。
另外一块PCB板就是我们比较熟悉的特斯拉FSD智驾域这个还是属于特斯拉智驾控制域HW3.0,和当前Model3和Y上的没有差异,特斯拉宣称的智驾HW4.0目前信息还是很少。
座舱域和智能驾驶域通过千兆以太网连接通讯。
特斯拉比较巧妙的把所有车辆上比较现代符合IT思维的高性能计算通讯单元融合集成,还同时考虑不同地区通讯制式单独设置可插拔TBOX PCB版,另外可以考虑不同版本或者升级GPU也设置可插拔的GPU PCB板。可谓是电脑板模块化可拓展思路应用。

特斯拉座舱域
结构组成以及相关技术
座舱域一般承担仪表显示,娱乐影音中控等任务,所以我们想要看他的座舱域承担哪些功能可以通过其进出接口了解,所以可以从下图看到:
  • 有各种屏幕视频的接口,所以可以看到,这块板有中控,仪表,后显示屏(model S后部有触控屏),以及预留的第二块娱乐显示屏接口(估计最新发布的特斯拉Semi卡车第二块屏幕使用?或者未来多屏幕?)。
    如我之前文章《理想L9的智能座舱,驾驶技术以及供应链》一般仪表和中控由于功能安全需求属性不一样,一般都是分开提供信号。当前一般显示都通过LVDS信号传输,其传输速度可以达到数千兆。
  • 有音频输出以及接收天线接口,音频更是座舱重要部分所以音频输出,当前车辆都在WIFI和蓝牙,所以其需要外置天线实现信号增强,以及特斯拉座舱域融合的Tbox也需要天线。
  • 有车辆底盘车身等信号的输入输出CAN和百兆接口,显然座舱域需要显示和知道车辆信息,所以传统的CAN和某些百兆网传输的接口承担座舱与车辆的交互通讯。
  • 有USB接口以及各种供电诊断口,PCB开发debug以及各种诊断信息的交互接口。
但特斯拉把Tbox网络,e-Call,网关都整合进座舱PCB进来,所以节省了不少模块和交互接口。
如果说座舱域的性能看座舱软件,那么座舱域的性能顶点必须得看其芯片用料了。
特斯拉最新车载座舱域电脑主要芯片以及规格:
  • 主处理器是 AMD Ryzen YE180FC3T4MFG(4 核 45 瓦 Ryzen Embedded)每核 512 KB L2 缓存,4 MB L3 缓存。
  • GPU 也是标有 215-130000026 的 AMD Radeon,猜测类似于 Radeon Pro W6600。GPU是显示交互渲染的关键,这个我之前文章《透过奔驰MB.OS看其如何做软件定义汽车》讲奔驰MB.OS打造其优秀的UI/UX交互显示离不开高性能的GPU。
  • 内存缓存DDR应该是16G,而根据其他信息,当前的Model Y的内存是8G.
  • 存储采用Micron的256G 应该是SSD类型,目前用的多的还有UFS等类型的NAND存储技术。
  • WIFI/BT无线以及蓝模块是 LG Innotek ATC5CPC001.
  • 蜂窝调制解调器是 Quectel AG525R-GL.
  • 网关还是老款的SPC5748GSMMJ6.
  • DSP1是一款带有ARMCortex-A5的ADSP-SC587WSHARC+双核DS
  • DSP2是一款带有ARMCortex-A5的AD21584SHARC+双核DSP。这里比较有意思的是这个DSP可能是用来做主动降噪的,开过特斯拉的朋友显然知道其路噪比较大,而这个可以用来处理主动降噪。
  • 以太网交换芯片是 Realtek RTL9068ABD
以上为特斯拉的座舱域控主要信息,从功能和集成上来看比较集中和中央化。从芯片用料来看也是比较符合主流,从成本角度考虑估计也要6-8k人民币。

特斯拉智驾域
结构组成以及相关技术
对于特斯拉的智驾域控制器应该很多文章讲了,特别是其硬件芯片这一块比较透测。我们这里主要结合是传感器组合来分析,具体其传感器组合和功能可以点击《视觉为王-小鹏以及特斯拉的自动驾驶方案》。
特斯拉智驾域总体运行完整软件功耗大概72w,最大功耗100w。

特斯拉不采用高精地图,所以可以看到GPS信号直接输入,9个摄像头,其中一个为内部摄像头,都通过LVDS连接,另外特斯拉的PCB板上还预留了两个摄像头接口位置。千兆以太网和座舱域连接传输智能驾驶虚拟或者环境信息。双电源以及CAN输入,确保冗余和安全,其中传统车辆有的IMU以及雷达超声波(当然是有的情况下)以及底盘等信息和控制通过CAN进行传输交互。
显然特斯拉的智驾域控没有给激光雷达留任何接口,一般激光雷达接口都是采用以太网接口,对于毫米波雷达一般可以采用CAN通讯。
芯片方面,特斯拉采用自己的FSD芯片,14nm三星代工,目前最新消息HW4将采用台积电代工。两块共计144TOPs。根据相关信息,FSD电脑PCB上,8GB Micron DDR的缓存,64GB东芝的存储。如果单从内存和缓存来看,特斯拉依然是把性价比拿捏的死死的,当然这块板成本依然不便宜大概人民币5000左右,特斯拉就在这个配置上运行其智能驾驶系统,不过应该是Linux系统,然后再在系统上运行其智能驾驶应用算法等。 

总结
特斯拉的计算单元,主要通过三块不同的PCB板组合,通过千兆以太网和ePCI组合,如果说未来如《2000TOPs的英伟达和高通要把智能汽车带向何方?》文章中高通和英伟达布局的一片芯片融合座舱和智驾的天下,那么目前特斯拉的电脑融合了座舱,智驾,网关,Tbox,甚至主动降噪等等ECU,大批减少模块以及线束通讯交互复杂度。离各种融合也算是只差临门一脚的芯片融合了。
所以从域控制器方面,特斯拉也算再一次引领了汽车域控的发展,多ECU融合,在芯片没有突破的情况下先物理集成座舱和智驾,千兆以太网在智驾通讯使用,对于传统汽车控制交互依然采用CAN。
对于传统主机厂的跟上目前还有不少路要走,但还有很多路要走的原因,其实更多牵扯不是技术(当然中央式域控在电源管理,热管理,整车布置方面确实存在不少挑战),而是商业模式以及供应链问题。由于汽车产业是一个周期长,投资重的产业,所以其商业盈利模式,传统供应链规划都会拉慢发展速度,反倒是从0到1的新势力容易颠覆,但特斯拉厉害的一点是能在注重成本的条件下,规划发展(特斯拉电脑从1.0-3.0至少从外形看没有巨大变化),规模化颠覆。
不管如何,汽车电子电气架构集中化,网联化,高芯片化的发展势不可挡,给产业浪潮带来巨大机会,当然对于硬件,底层芯片成为核心中的核心,需要产业额外重视。
视频:
参考文章以及图片

  1. Ingineerix特斯拉Model S Plaid 电脑拆解视频
    *未经准许严禁转载和摘录-获取参考资料方式:

汽车电子与软件 主要介绍汽车电子软件设计相关内容,每天分享一篇技术文章!
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