最近,汽车芯片疯狂涨价,10元芯片可以加价几十倍卖,无一不说明汽车正是目前热门的新赛道并且汽车某些芯片真的很缺,那汽车上都有些什么芯片呢?本文来拆解一个宝马5系的中控显示屏,看看这些全球中高端的汽车上到底用了些什么芯片?
这个宝马5系的中控显示屏比较厚重,从外观来看,做工很扎实,整个模组估摸着有3斤左右,外壳很铁,像一个铁笼子。当然这也是有讲究的,因为汽车上的电磁干扰会比较严重,比如点火就能产生电磁干扰,而这个铁盒子主要是用于电磁屏蔽,相当于我们平时在电路板上看到的屏蔽罩。
拆解
中控显示屏拆开后的全貌如下图所示。
除了中控触摸显示屏本身,也就4块电路板:microSD卡的接口板、GPS导航电路板、显示驱动控制核心板、大功能底板。
microSD卡的接口板
microSD卡的接口板实际上设计了两个卡槽,从丝印上来看一个是用于导航地图升级,另一个是用于DVD多媒体的,但实际上DVD的多媒体卡槽未贴片。
GPS导航电路板
车载GPS导航电路板上做了很多空贴的电路兼容设计,猜测是防止物料紧缺时方便更换替代方案。车载导航芯片用的是CSR的SiRF Atlas V AT550,搭配SiGe半导体公司的超小双天线输入GPS接收器(SE4150L)。说实话,这个车载导航方案属于比较有年代感了,我记得好多年前买过的一个后装车载导航也是这个方案,优点就是成熟且价格便宜。
GPS导航板采用三星的内存,东芝的Flash芯片(用于存储导航系统的固件和地图文件)以及一颗Microchip的加密芯片(AT88SC0104C)。GPS导航电路板是直接焊接连接在大功能底板上,采用焊接方式应该是考虑到可靠性。
显示驱动控制核心板
显示驱动控制核心板采用Techwell的车规级显示驱动控制器(TW8823)。可能很多人都不了解这家公司,因为目前已经属于瑞萨了,其实这段历史还是挺有意思的,前些年半导体厂商整合加剧,Techwell在10年被Intersil收购,然后Intersil在17年又被瑞萨收购。显示驱动控制器直接连接中控屏驱动。
显示驱动控制核心板背面还有相应的电路,三星的内存(K4H561638N-LCCC),256Mb DDR SDRAM;给内存供电的稳压器,美国国家半导体公司DDR终端稳压器(LP2995);旺宏的128Mbit SPI Flash(MX25L12845EMI-10G),存储屏幕的一些固件。显示驱动控制核心板与GPS电路板一样,同样连接在大功能底板上。
大功能底板
大功能底板上主要的功能是提供各个电路的供电以及将GPS导航电路板数据和倒车影像数据输出到屏幕上。无论是GPS导航电路板数据和倒车影像数据都是通过TI的电平转换开关(SN74CB3T16211)传输到核心主板的屏幕驱动控制器中,再输出到屏幕。当然在电路设计的时候这里有个知识点,相信老司机都深有体会,那就是倒车影像这个信号优先级是最高一层级的,无论你中控显示屏在干嘛,一旦触发了倒车的信号,中控屏都会切换到这路信号。如果有例外,那有可能是你倒车触发信号或者倒车影像出问题了。
倒车影像视频接收器采用INOVA的INAP125R24,大功能底板搭载一颗Microchip的EEPROM存储器,存储中控屏主板的一些固件信息,同时主板还有一个拨码开关,猜测是调试屏幕驱动控制器的,在屏幕显示有问题的时候方便工程师调试。
剩余的电路主要是电源,两颗是德州仪器的3A , 28V输入降压转换器(TPS54331);罗姆的5V输出LDO;两颗茂达电子单路增强型的P沟道MOSFET(APM9435),用于点阵单元板的行驱动;3颗类比科技的3端稳压器(AZ1117D),提供给不同电路供电。
BOM表如下。
厂商 | 规格型号 | 说明 |
Renesas/Techwell | TW8823 | 显示驱动控制器,AEC-Q100 车规级芯片认证 |
三星 | K4H561638N-LCCC | 256Mb DDR SDRAM |
美国国家半导体公司 | LP2995 | DDR终端稳压器 |
旺宏 | MX25L12845EMI-10G | 128Mb SPI Flash,存屏幕的一些固件 |
Microchip | AT88SC0104C | 加密芯片 |
三星 | K4T1G164QF-BCE7 | 内存 |
CSR | SiRF Atlas V AT550 | GPS导航车载芯片 |
SiGe半导体公司 | SE4150L | 超小双天线输入GPS接收器 |
德州仪器 | SN74CB3T16211 | 具有电平转换器的 3.3V、1:1 (SPST)、24 通道 FET 总线开关 |
中国台湾类比科技AAT | AZ1117D | 3端稳压器 |
Microchip | EEPROM存储器 | EEPROM存储器 |
德州仪器 | TPS54331 | 3A , 28V输入降压转换器 |
ANPEC(茂达电子) | APM9435 | 单路增强型的P沟道MOSFET |
罗姆 | BA05CC0 | 5V输出LDO |
INOVA | INAP125R24 | 倒车影像视频接收器 |
小结
拆解完这个宝马5系中控屏,个人感觉并没有想象中的那么精致和具有艺术感,扒下品牌,扒下外观,豪车也就这样了。板子上的一些主要芯片,除了车规级的要求,实际上都是一些很“陈旧”的芯片,配置也不高。虽然有很多可以吐槽的地方,但更重要的是,我们也能看到普通之下的一些不凡之处。比如在PCB设计的时候,做了非常多的硬件方案的兼容设计,以前可能不觉得有什么,但是在目前汽车芯片到处缺货的前提下,这种行为显然极为明智,而且更重要的一点,与一般的消费电子相比,车规级产品可靠还是最重要的,因此不管这套硬件方案多过时,总有你参考的意义。