布谷鸟产研-奥迪座舱电子之演变：从英伟达到高通到三星

奥迪座舱电子从2009年就开始用英伟达，从Tegra2到Tegra3再到Tegra K1，2016年短暂改用高通602A，2018年最终改用三星，这背后是MIB的三代，还有放弃MOST和QNX，个中缘由，本文详细描述。本文由布谷鸟科技-产研首席分析师周彦武老师编写。

奥迪座舱电子主要分两部分，一部分为Infotainment即MIB系列中控，另一部分为仪表，顶配则称之为Virtual Cockpit虚拟驾驶舱。MIB系列中控不仅用在奥迪系列，在大众的帕萨特和迈腾上也有使用。MIB系列目前发展到第三代，第二代于2013年底设计，2015年上市，第三代MIB3于2019年底最先在欧洲版斯柯达上使用，然后是2020年1月北美版奥迪A4，最后是2020年4月中国版奥迪A4L。未来部分顶配帕萨特或迈腾也会用MIB3。MIB系列是模块构成，是一个非常复杂的体系，据称有50多种型号，包括入门版、标准版、Plus版、高级（High）版（也有叫MIB 2.5）、导航版等，还有各个地区版，奥迪产品供应商包括日本爱信、三星哈曼。低配版的MIB2在大众探歌上也有使用，由德尔福提供。Virtual Cockpit虚拟驾驶舱则一直变化不大。

上图为奥迪纯电车E-tron的MIB部分架构图，奥迪E-tron有两块中控显示屏，上屏为导航和信息娱乐，下屏为空调、座椅等其他显示与控制。R7为DVD播放机，U41是USB连接，R293是USB集线器，R204是电视卡读卡器，R78是电视调谐头，J525是数字音频控制器，J794是控制核心，J285为非虚拟座舱的低配仪表控制单元，J587是选档杆感应电子装置控制器，J898是HUD。 J1060为下屏显示控制，J685为显示屏，J1146为为移动设备充电单元，E67为空调。奥迪第二代MIB还是采用老旧的MOST总线，成本很高，与显示屏之间连接都还是最传统的LVDS。当然也有可能有解串行。J623是电机控制单元，J1121是ADAS控制器，使用以太网连接。

上图为博世为奥迪制造的虚拟驾驶舱仪表，代号为FPK。采用日本JDI供应的12.3寸显示屏，分辨率为1440*540。主要有两块PCB板，一块是载板即PCB1，由台湾健鼎无锡厂提供PCB，可能也在中国贴片。另一块核心板即PCB2，由奥地利AT&S公司提供PCB，可能在德国贴片。

上图为PCB1正面，值得一提的只有功率半导体元件，大多是日本ROHM和英飞凌的，还有一颗德州仪器的立体声DAC与放大集成块。

上图为PCB1的背面，主要元件包括Cypress的MB9DF125，这实际是日本富士通2012年的产品，Cypress通过收购获得了富士通的MCU业务。MB9DF125代号Atlas-L，是全球首款支持3D仪表显示的车规级MCU。采用ARM Crotex-R4内核，支持HSE硬件安全扩展和Autosar，运行频率128MHz，DMIPS为200。Xilinx的XA Spartan-3E 系列FPGA即XA3S100E做接口处理，这是Xilinx在2009年推出的90纳米FPGA，价格便宜，不到2美元。还有NXP的CAN收发器（Phy）TJA1042，德州仪器的MOST物理层SN65HVDA195，Microchip的MOST控制器OS81118。

上图为PCB2的正面图，主芯片是英伟达的Tegra 3，4片SK Hynix的H5TQ2G83FFR-RBC，这是车规级的DDR3，容量2Gb。4片是8Gb，也就是1GB，而这仅仅是用在仪表上，在2015年这可谓非常奢侈，EMMC是SK Hynix的H26M31001FPR，容量4GB，在2015年同样可以说奢侈。一颗德州仪器的DS90UR910，这是10MHz 至 75MHz、24 位彩色 FPD-Link II 至 CSI-2 转换器，推测是奥迪为驾驶员状态监测预留的摄像头输入装置，实际虚拟驾驶舱中没有驾驶员状态监测功能。TPS659119是Tegra 3的电源管理。

PCB2的背面，只有一颗Cypress的GL512S11DHA02，容量512Mb的Flash存储器。

MIB2的最高级版本MIB2+ High与虚拟驾驶舱或者说仪表设计几乎完全相同，唯一不同的地方在于MIB2多了一颗德州仪器的Jacinto，2016年前MIB2使用Jacinto 5Eco，2016年后使用Jacinto 6，Jacinto6主要负责导航、收音处理、射频。MCU则升级为瑞萨的V850系列。同时MIB2+ High分成两个壳体，Tegra所在的叫MMX，Jacinto所在的叫RCC。RCC内部包含大功率音频放大，在最顶级的奥迪Q8上，标配的功率都有190瓦，顶配的B&O高达1920瓦，这和宝马最新的MGU如出一辙。

图中所谓RCC即Jacinto 5

MIB2具备OTA能力，射频天线部分通过无线通讯网下载信息，通过以太网传给RCC，RCC通过串行传给V850，V850通过CAN传给网关。在以太网部分，曾经有人通过此部分进入MIB2的核心，MIB2采用QNX系统，系统灵活性比较差。

 Tegra 3是比较老旧的芯片，2011年推出，采用4核A9架构，CPU算力大约14000DMIPS，GPU能力也只有12.5GFLOPS。

 MIB2后奥迪就有意抛弃QNX系统，转用安卓，显然手机厂家的芯片做安卓系统更合适，英伟达比较适合QNX或原生Linux。2015年下半年奥迪与高通合作，在2016年CES大展上推出了采用高通602A的奥迪Q7。602A采用4核Krait设计，CPU算力为13800 DMIPS，GPU算力大约58GFLOPS，CPU与Tegra持平，GPU提升不少，为不过后来就再无消息。2016年下半年，奥迪推出MIB2+High，改用英伟达的K1，GPU高达384Gflops，即便是今天也是很高。

2017年12月三星以80亿美元的代价收购了哈曼国际，哈曼是全球第一大汽车Infotainment厂家， 哈曼还是三大豪华车厂家Infotainment第一大供应商，合作关系超过15年。2019年1月，三星宣布其V9芯片将进入奥迪供应链，做Infotainment的核心。2019年5月，三星再次宣布Exynos 8890 Auto将在2020年奥迪A4上使用，众所周知，Exynos 8890是三星在2016年初发布的旗舰产品，锁定竞争对手就是高通的820，高通820的自研架构核心叫Krait，意思是金环蛇或银环蛇，剧毒。而三星Exynos 8890的自研核心叫Mongoose，即猫鼬，是环蛇的天敌。当然现在三星高通都已经放弃了自研架构。如果奥迪采用Exynos 8890，那么很可能是全面使用，高通820可能没有一席之地，首先两者是竞争关系，奥迪没有必要维持两个差异不大的产品线，其次，三星的V9也已经进入奥迪的供应链，而602A昙花一现，全无消息。三星哈曼还是奥迪Infotainment第一大供应商。最后奥迪A4是奥迪最主力产品，2019年中国区奥迪A4L占奥迪总销量的27%，Q5占22%，A6L占21%。奥迪在最主力产品上使用Exynos 8890，显然是最大程度的信赖。MIB3全系列可能都是以三星Exynos 8890。Tegra 3后的Tegra 4没什么反响，2016年推出的Parker倒是反应不错，奔驰最新的座舱系统NTG6就是基于英伟达的Parker。

奥迪/大众体系的MIB3可能有高低两个版本，低端版本用在欧洲斯柯达、大众中国迈腾和帕萨特上，使用瑞萨R-CAR M3W，斯柯达的MIB3由欧洲松下提供，中国MIB3或者说RNS3.0由均胜Preh车联供应。低端版本可能还采用了虚拟机，高端奥迪MIB3自然就是用三星的Exynos 8890 Auto。

车载版Exynos 8890和手机版略有不同，四个猫鼬核心频率从2.3GHz降到2.1GHz，尽管如此，还是大幅度领先高通820a，因为高通820的核心频率更低，且高通820只有4核，8890是8核。GPU方面，手机版8890的GPU是要弱于高通820，只有265GFLOPS，因为运行频率比较低，只有625MHz，车载版则大幅度提高，达到950MHz，从而超越高通820。不过功耗肯定也大幅度增加，肯定会加风扇，而手机是没法加风扇的。

高通在820a后开始重新规划汽车SoC方向，一个是高性能，一个是低成本即SA6155P，国内都比较看好SA6155p。性能基本上与Exynos 8890不相上下，GPU略强。外设方面基本相当，都支持3个独立显示，SA6155P不支持HDMI，只有MIPI DSI和DP，Exynos 8890则支持HDMI。都有以太网接口，输入摄像头方面，SA6155P略强，具备3个4 Lane的MIPI CSI输入。Exynos 8890则是两个4Lane，一个2Lane。

三星在汽车座舱芯片领域优势十分明显，首先三星哈曼是全球第一大汽车Infotainment厂家，同属一个集团，推广自家芯片当然不遗余力。哈曼是三大豪华车厂家Infotainment第一大供应商，合作关系超过15年。其次，三星拥有晶圆厂，能够自产芯片，在供应链和成本上都有优势，而高通则要委托台积电或三星代工芯片。再次，三星集团是全球第一大DRAM和Flash厂家，在供应链和成本上都有优势，整体解决方案成本会有优势。最后三星集团还可以供应车载的被动元件，无线模块，OLED显示屏。

德州仪器的Jacinto6可能仍在MIB3里保留一席之地，主要负责收音和导航。收音和导航是传统汽车芯片厂家最后的阵地。宝马的MGU用了瑞萨的R-CAR H3。奔驰的NTG 6可能也用了Jacinto6。当然豪华车不太在乎成本，大部分车还是选择NXP的常青树i.MX6或i.MX8。

近期随着中美关系紧张，原本选择高通820a的比亚迪转投华为麒麟710的旗下，车载版麒麟710主频由原来麒麟710的2.2GHz降至2.0GHz，由台积电12纳米改为中芯国际14nm制程工艺。尽管降频，麒麟710的CPU算力仍有53120，还是比820a要高，但GPU就差很多，麒麟710是MALI T830MP2，主频900MHz，算力只有61.2GFLOPS。

三星这种厂家肯定走大客户路线，而高通更可能像手机市场初期那样，开拓尽量多的客户，也会扶植方案公司，在中国这种方式可能更受欢迎。