车机就是手机吗？—— 座舱车机解析

01.典型车机配置

车主们有一种说法，车机就是嵌在车里的手机或者平板。这种说法有一定道理，很多车机用的是安卓系统，打开看屏幕上是类似于手机的 APP 图标。

图 1 华为鸿蒙座舱车机，图片来自网络

但实际上车机并不是拆不下来的手机或者平板，和手机、平板有基本区别。

以下列出一个完整的车机一般有哪些硬件（除了外壳和主板），并且和手机类比。

以上是一种可行的真实的座舱车机的配置。但由于厂商众多，不同产品的各种配置会有变化（比如有的车机会有 DC/DC，有的没有）。

在车机的屏幕背后，则一般是一个域控形式的金属盒子。

图 2 显示器背后的域控盒子才是真正的车机，图片来自网络

另外，座舱车机和座舱域控如果细究概念，应该是两种硬件。座舱域控和座舱车机都服务于汽车座舱智能化，均需处理人机交互功能并集成多媒体、导航等基础娱乐功能，且依赖高性能芯片和软件系统实现数据处理与功能联动。二者的差异在于，座舱域控是座舱整体控制中枢，功能范围更广，除涵盖车机的影音娱乐、导航等功能外，还包括多屏控制、驾驶员监控、整车联动（如空调、座椅调节）等，采用集中式硬件架构集成高性能芯片与多域控制器，软件支持多系统虚拟化并通过中间件实现跨功能协同，核心价值在于实现座舱功能深度集成与智能化场景联动；而座舱车机属于单一信息娱乐模块，硬件为独立模块（主机 + 显示屏 + 外设），软件单系统运行、功能相对独立，核心价值是提供便捷的娱乐与交互体验。简言之，座舱车机是座舱域控的功能子集，后者通过集成与协同将单一模块升级为智能中枢。

但这种区分说法主要在学术场景下，在工业场景下，车机和座舱域控可能合而为一，就是同一个产品；在消费者场景下，消费者（车主）也有时不区分座舱车机和座舱域控，特别是一些不强调智能座舱高级功能的经济车型中。

所以本文就以车机和座舱域控是同一事物来展开描述。

02.车机硬件的独特性

图 3 车机的分层功能图，图片来自网络

我们仍然以第一节中实际车机产品为例（出于信息安全，对每一类器件，只列出了部分实际型号）：

SOC（系统级芯片） - 比如 X9HP - SemiDrive

功能：集成了 CPU、GPU、AI 等多种功能模块，是系统的核心处理器。这里 CPU 性能为 51KDMIPS ，AI 算力达 0.4Tops ，可处理复杂运算、图形渲染及人工智能相关任务。

应用：常用于汽车智能座舱、自动驾驶域控制器等场景，整合多种功能以提升系统集成度和性能。

eMMC（嵌入式多媒体卡）

功能：是一种非易失性存储设备，用于存储系统固件、用户数据等。64GB 的容量可满足设备对数据存储的需求。

应用：广泛应用于移动设备、汽车电子等领域，提供可靠的数据存储解决方案。

LPDDR4X（低功耗双倍数据速率 4 代升级版）

功能：作为随机存取存储器，为系统运行提供高速数据读写支持。6GB 容量可保障多任务处理和程序运行的流畅性。

应用：常见于对功耗和性能有较高要求的设备，如智能手机、汽车信息娱乐系统等。

PMIC1（电源管理集成电路 1）比如- MPQ2179 - MPS

功能：负责将输入电源转换为系统中各个芯片所需的不同电压，实现电源的分配、转换和管理，保障系统稳定供电。

应用：在各类电子设备中都不可或缺，确保电子元件在合适电压下工作。

PMIC2（电源管理集成电路 2）比如- MPQ2167 - MPS

功能：与 PMIC1 类似，也是进行电源管理，通过不同的电源转换和调节电路，为系统中特定组件提供精准电源供应。

应用：广泛应用于需要多电源管理的复杂电子系统。

MCU（微控制单元）比如- FS32K312 - NXP

功能：基于 ARM Cortex-M7 内核，具备数据处理、控制逻辑执行能力，可用于控制和监测系统中特定功能模块。

应用：常用于汽车车身控制、工业自动化控制等场景。

Serializer（串行器）

功能：将并行数据转换为串行数据进行传输，可减少传输线数量，降低信号干扰，提高传输效率。

应用：在高速数据传输场景中应用较多，如汽车摄像头数据传输等。

Deserializer（解串器）

功能：与串行器对应，将接收到的串行数据还原为并行数据，以便后续芯片处理。

应用：与串行器配合使用，常见于需要长距离、高速率数据传输的系统。

AMP（音频功率放大器）比如 - TDA7265 - UTC

功能：将音频信号进行功率放大，驱动扬声器发声，支持 24V 系统功放，可提供足够的功率输出。

应用：用于汽车音响系统、多媒体播放设备等音频输出场景。

DSP+FM/AM（数字信号处理器 + 调频 / 调幅）

功能：DSP 用于对音频等信号进行数字处理，提升音质；FM/AM 功能实现广播信号的接收和解调。

应用：常见于车载收音机、多媒体播放器等设备。

CAN 收发器（控制器局域网收发器）

功能：实现 CAN 总线通信，负责将微控制器的信号转换为 CAN 总线信号进行传输，以及接收总线上的信号并转换给微控制器。

应用：在汽车内部通信网络中广泛应用，用于不同电子控制单元（ECU）之间的数据交换。

LIN 收发器（本地互联网络收发器）

功能：用于 LIN 总线通信，主要用于实现低成本的分布式控制，在汽车传感器和执行器通信中应用较多。

应用：常作为 CAN 总线的补充，用于连接一些对通信速率要求不高的设备。

BT/WIFI（蓝牙 / 无线局域网）

功能：提供蓝牙和 Wi - Fi 无线通信功能，实现设备与外部设备的数据传输、连接，如连接手机传输音频、文件等。

应用：广泛应用于各类智能设备，实现无线连接和数据交互。

Video Decoder（视频解码器）

功能：对视频信号进行解码处理，支持 270/DMS 摄像头视频流的解码，将编码后的视频数据转换为可显示的视频信号。

应用：用于汽车环视系统、驾驶员监控系统（DMS）等视频处理场景。

充电管理芯片比如- TPS2546 - TI

功能：负责管理设备的充电过程，包括检测电池状态、控制充电电流和电压，保障充电安全和效率。

应用：在各类需要充电功能的电子设备中应用，如便携式电子设备、汽车电子设备等。

SWITCH（交换机）比如- RTL9043 - Realtek

功能：作为 3 口交换机，用于在设备内部网络中进行数据交换和转发，实现多个设备之间的网络连接和通信。

应用：在需要内部网络组网的电子系统中使用，如汽车内部网络设备连接。

PHY（物理层芯片） - RTL9010 - Realtek

功能：实现物理层的信号处理和传输功能，这里是千兆 PHY，支持高速以太网数据传输。

应用：在以太网通信系统中，作为网络连接的物理层基础设备。

A2B（汽车音频总线）比如- AD2428 - ADI

功能：用于汽车音频和控制数据的传输，可减少线束数量，提高音频传输质量和系统可靠性。

应用：主要应用于汽车音频系统、信息娱乐系统等音频数据传输场景。

显示屏 - 15.6, 1920×1080

功能：用于显示图像、视频、文本等信息，15.6 英寸大小，1920×1080 分辨率可提供清晰的视觉显示效果。

应用：常见于汽车中控显示屏、笔记本电脑等设备。

仪表 - 12.3, 1920×720

功能：用于显示车辆相关信息，如车速、转速、油量等，12.3 英寸，1920×720 分辨率可清晰展示仪表信息。

应用：主要应用于汽车仪表盘，为驾驶员提供车辆状态信息。

从以上信息中可见，除了 CAN 线 LIN 线这些比较有车辆数据特色的收发器外，车机还有如下特点：

SWITCH（交换机）：

车机中包含交换机是因为现代汽车采用分布式架构，多个电子模块（如仪表盘、娱乐系统、各类传感器，比如座舱摄像头）需要高效通信，交换机支持多设备间高速、稳定的数据传输，并提供冗余路径提升可靠性。而手机/平板采用集中式架构，所有模块由单一主控芯片管理，通信需求简单，使用低速接口（如 I²C、USB）即可满足，无需交换机。此外，手机/平板对成本和空间敏感，而车机对可靠性和性能要求更高，因此车机需要交换机来应对复杂通信需求。

图 4 Realtek 的一款交换机芯片，图片来自网络

多个 PMIC：

座舱车机需要多个电源管理集成电路（PMIC）的原因在于其复杂的硬件架构和多样化供电需求。车机通常连接多个高功耗模块（如显示屏、处理器、无线通信模块、传感器等），每个模块对电压、电流和时序有不同要求。此外，车机需满足汽车严格的电源稳定性需求（如瞬态响应、EMI 抑制），而单个 PMIC 难以同时满足所有模块的严格规格。相比之下，手机和平板采用高度集成化的 SoC 设计，所有主要功能模块共享同一套电源管理方案，且对环境温度和电压波动的容忍度较高，因此无需多个 PMIC。

此外，还有些车机产品集成了 DC/DC，比如下图：

图 5 集成了 DC/DC 的车机产品，图片来自网络

座舱车机配备 DCDC（直流-直流转换器）主要基于以下原因：

1. 电源电压适配：汽车电池通常为 12V 或 24V 直流电源，但座舱车机内部的精密电子元件（如芯片、显示屏、传感器等）需更低且稳定的电压（如 5V、3.3V）。DCDC 可将车载高压转换为适配内部电路的低压，确保各模块安全稳定运行。

2. 电源隔离与抗干扰：汽车电路中存在启动电机、空调等大功率设备，工作时易产生电压波动和电磁干扰。DCDC 通过电气隔离功能，减少主电源干扰对车机系统的影响，保障其信号传输和数据处理的稳定性，尤其在复杂驾驶环境下避免功能异常。

3. 高效能与低功耗需求：DCDC 转换器效率较高（通常达 80%-95%），可在降压过程中减少能量损耗，符合车机系统对低功耗、长续航的要求，尤其在车辆熄火后待机时，降低电池消耗。

4. 多电源管理需求：座舱车机可能同时连接多个外设（如摄像头、麦克风、USB 接口等），各设备电源需求不同。DCDC 支持多路输出，为不同模块提供独立稳定的电压，简化电源管理架构，提升系统可靠性。

DCDC 是座舱车机电源链路的核心组件，通过电压转换、隔离保护和高效供电，保障车机系统的稳定性、安全性和能效表现。

座舱车机是否集成 DC/DC 取决于其具体应用场景和设计目标。高端车机通常需要内置 DC/DC 以满足多样化供电需求和提升效率；而低端车机可能通过外部 DC/DC 或 LDO 解决供电问题，从而降低成本。

从上面描述可见，除了车机有更严格的物理要求（防水，EMC 电磁标准等等）外，车机硬件对比手机或者平板，至少在内部数据交换效率和电源精细控制上，有明显更高的要求：

1、车机内由于多路数据同时流动（各种传感器，CAN，LIN，以太网等等），需要内部交换机来疏导数据流动；而手机和平板不需要。

2、车机内不同器件和不同传感器对电源有不同要求，所以有不同的多套电源控制机制（DC/DC 或者 PMIC）；另外一个就是出于安全性可靠性，多路电源控制下，即使电源故障，也不会导致车机所有功能都崩溃。手机和平板一般都是单一供电，不会对不同器件有不同的电源控制机制。而且，一般而言，手机和平板的空间也装不下 DC/DC。

所以从上可见，即使不谈 CAN 总线 LIN 总线的车内数据传输，车机也远远不是在座舱摆一个平板或者手机那么简单。

本节最后，再分析一下 PMIC 和 DC/DC 的区别，虽然两者都适用于稳定供电。

一般而言，PMIC 比 DC/DC 体积小而价格贵，所以是空间受限的车机的首选；如果考虑到降低成本，车机在供电上才考虑用 DC/DC。

一般而言，PMIC 体积小一些。

电源管理集成电路（PMIC ）是高度集成化器件，把多种电源管理功能（如 DC/DC 转换、LDO 稳压、电池充电管理等）集成在一颗芯片内。比如 ADI 公司集成电池充电器或 USB 电源管理器的 PMIC ，以及三星为真无线耳机设计的 MUA01 和 MUB01 电源管理芯片组，将多个独立组件整合，极大缩小体积。

DC/DC 转换器若为简单分立元件搭建（含电感、电容、开关管等），因需多个元件，体积通常较大。但随着技术发展，很多 DC/DC 也高度集成化，像 ROHM 开发的车载二次降压 DC/DC 转换器 “BD9S 系列” ，有 2mm 见方和 3mm 见方小尺寸产品；Murata 的 MY 系列 UltraBK™ 4A/6A DC/DC 转换器模块，在 10.5mm x 9.0mm x 2.1mm 小型超薄 LGA 封装中，这类集成度高的 DC/DC 转换器体积可做到很小。

PMIC 常用于对空间要求苛刻、需多种电源管理功能协同的设备，如手机、真无线耳机、可穿戴设备等。这些设备追求小型化，PMIC 高集成度优势凸显，其体积可做到非常小，像 Nexperia 的 NEH71x0 系列 PMIC 采用 4mm x 4mm QFN28 封装。

DC/DC：在一些大功率、对电源转换效率和稳定性要求高的工业设备、服务器等应用中，DC/DC 转换器（含大型电感、电容等）可能体积较大。但在小型化需求高的汽车电子（如车载 ADAS 系统）、消费电子领域，也有小体积 DC/DC 产品适配。

一般而言，DC/DC 价格低一些。

简单分立元件构成的 DC/DC 转换器，因需多个独立元件，成本分散在各元件上，价格相对较低。例如一些基础的降压型 DC/DC 转换器，如 LM2576 - 5.0 ，价格可能在 1 - 2 元左右。而高度集成化的 DC/DC 芯片，把电感、电容等元件集成在芯片内，减少外部元件数量，设计和制造难度高，价格会高些，像汽车用的一些 DC/DC 芯片，价格可能在几元到几十元不等。

PMIC 集成多种电源管理功能，高度集成化使其设计、研发和制造复杂。简单功能的 PMIC 价格可能几元，如一些用于消费电子的基本电源管理芯片；而功能复杂、应用于汽车等高端领域的 PMIC ，像德州仪器（TI）的 TPS653853 - Q1 ，官方价 18 元，市场常态价 20 多元，在供应紧张时价格则处于高位。