【導讀】當前
，汽車不僅在動力源、qudongfangshihejiashitiyanshangfashenglegaibian，zuocangyegaobielechuantongkuzaodejixiehedianzikongjian，zhinenghuashuipingbiaosheng，yijingchengweijijiatinghebangongshizhiwaiderenmenshenghuozhongde“第三空間”。通過人臉

；指紋識別、語音/手勢交互、多屏聯動等高科技技術，目前的汽車智能座艙在環境感知、信息收集與處理的能力得到顯著增強，成為人類駕駛的“智能小助手”。

智能座艙告別簡單電子化進入智能助理階段的一個顯著標誌是人與座艙的交互從被動式進入主動式
，而這個“被動”和“主動”是(shi)圍(wei)繞(rao)座(zuo)艙(cang)本(ben)身(shen)定(ding)義(yi)的(de)。過(guo)往(wang)的(de)信(xin)息(xi)交(jiao)流(liu)主(zhu)要(yao)由(you)人(ren)發(fa)起(qi)，現(xian)在(zai)人(ren)與(yu)機(ji)器(qi)都(dou)可(ke)以(yi)發(fa)起(qi)
，人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)水(shui)平(ping)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)定(ding)義(yi)智(zhi)能(neng)座(zuo)艙(cang)產(chan)品(pin)檔(dang)次(ci)的(de)重(zhong)要(yao)標(biao)誌(zhi)。

為實現“互動”式的人機交互，需要讓機器更好地理解人類的行為，各個設備中的處理器、控製器、傳感器等是實現這一切的關鍵。目前，貿澤電子上有豐富的麵向汽車智能座艙應用的產品和開發套件

，幫助工程師朋友們更快速、更高效地打造具有行業競爭力的智能座艙產品。

從簡單回應到主動、多模態

隨sui著zhe越yue來lai越yue多duo的de電dian子zi元yuan器qi件jian進jin入ru到dao汽qi車che座zuo艙cang，智zhi能neng座zuo艙cang正zheng在zai重zhong塑su汽qi車che產chan業ye的de新xin格ge局ju。過guo往wang消xiao費fei者zhe購gou買mai一yi台tai汽qi車che，其qi中zhong大da部bu分fen成cheng本ben用yong於yu動dong力li/傳動係統，而未來消費者購車可能近一半的錢會花費在更舒適、更便捷、更智能的乘坐空間上。

在這樣的需求帶動下，儀表顯示係統、中控屏、視覺感知係統和語音交互係統等將深度融合，且被賦予用戶的人格特性和情感特性。因而，未來智能座艙的發展將以用戶需求與體驗、用戶情感為中心，以具體化場景為驅動，構建出一個以人為本的智能係統。

當然，隨著車內信息和功能越來越多，物理旋鈕/按an鍵jian的de交jiao互hu方fang式shi已yi經jing明ming顯xian過guo時shi，會hui給gei用yong戶hu使shi用yong座zuo艙cang功gong能neng造zao成cheng困kun擾rao。數shu字zi化hua界jie麵mian和he數shu字zi化hua功gong能neng已yi成cheng為wei合he格ge的de繼ji任ren者zhe，衍yan生sheng出chu一yi個ge體ti量liang巨ju大da的de、新增的車用需求市場。

根據ICVTank的統計和預測數據，2019年全球智能座艙產業的市場規模已經達到364億美元，預計在2022年將突破460億元，而接下來的幾年智能座艙產業的發展將呈現大爆發，到2025年整個智能座艙的產業規模預計會達到1030億美元，2022年至2025年的年複合增長率(CAGR)將達到驚人的30.83%。

消xiao費fei者zhe之zhi所suo以yi願yuan意yi為wei附fu加jia在zai汽qi車che出chu行xing之zhi外wai的de智zhi能neng化hua功gong能neng買mai單dan，一yi個ge重zhong要yao原yuan因yin是shi交jiao互hu和he體ti驗yan。我wo們men在zai上shang麵mian已yi經jing提ti到dao，未wei來lai的de智zhi能neng座zuo艙cang發fa展zhan將jiang以yi人ren為wei本ben，並bing進jin化hua成cheng為wei人ren們men生sheng活huo中zhong的de第di三san空kong間jian。

這樣的人機交互絕不是簡單的呼叫回應

，而是多通道、多層次、多模態的交流感受。從駕乘人員的角度來看
，未來智能座艙的人機交互將以智能語音為主要溝通手段，觸摸、手勢、動作

、biaoqingdengweifuzhugoutongshouduan
，jiefanglejiashirenyuandeshuangshouheshuangyan

，jiangdijiashidecaozuofengxian。tongshi，chezaixinxiyulexitonghuigenjujiashichangjing，geifeijiashirenyuandailaigengduodelequ，bingqiebuyingxiangjiashirenyuanheqitachengke。

在情感交互方麵
，伴聽式、不間斷、個性化的智能語音，將配合人臉識別和手勢識別等智能識別功能，判斷人的情緒
、疲勞狀態、專注度等，在情感互動、疲勞駕駛預警、專注力監測等場景下發揮突出作用。

借助這些極具創新的人機交互功能


，智能座艙將讓汽車突破出行工具的定義，成為人們的出行伴侶。

可用於座艙檢測的傳感器模塊

智能座艙要以人為本，那麼就需要關注到駕乘人員的狀態，然後做出具體的回應。貿澤電子上
，來自製造商ADI的ADPD144RI PPG光學傳感器模塊便可應用於駕乘人員的健康監測，主要是光學心率監測以及反射式SpO2（血氧飽和度）測量。

圖1：ADPD144RI PPG光學傳感器模塊

（圖源：ADI）

這款傳感器的供應商編號為ADPD144RI-ACEZ-RL7，是一款高度集成的光學前端。通過下方的係統框圖能夠看到，該模塊集成660nm LED、880nm紅外LED和光電二極管三款光學器件，可通過同步檢測紅光和紅外線波長，對血氧飽和度（SpO2）進行光學體積描記法（PPG）檢測。

圖2：ADPD144RI係統框圖

（圖源：ADI）

ADPD144RImokuaicaiyongguangmaichongdetongbujiancelaitigaoduihuanjingguangdeyizhi，zhuanweichaodizhijieguangxuefansheyingyongersheji，zheyangdefangshihaitigonglebifeitongbujiagoudihenduodegonglvbiaoxian，shidezhenggemokuaijuyoudigonghaotezheng。

通過圖3能夠看到，ADPD144RI模塊將高效的發光二極管（LED）發射器和靈敏的4通道深擴散光電二極管（PD1至PD4）與自定義應用特定集成電路（ASIC）組合在一個緊湊封裝中，並在集成LED發射器和檢測光電二極管之間提供光學隔離
，以提高穿透組織的信噪比（SNR）。

圖3：ADPD144RI內部示意圖

（圖源：ADI）

此外，ADPD144RI模塊還提供4通道模擬前端（AFE）

、14位模數轉換器(ADC)和I2C數據和控製接口等豐富的配置。讓廣大工程師朋友為之振奮的是，雖然提供了如此豐富的配置，但該模塊僅有2.8mm × 5.0mm大小。

更需要特別指出的是，為了方便用戶交互和座艙檢測等應用設計，ADPD144RI模塊采用適用於玻璃窗的定製光學封裝
，極大地豐富了產品的應用維度。將ADPD144RI模(mo)塊(kuai)與(yu)其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)單(dan)元(yuan)安(an)裝(zhuang)在(zai)車(che)窗(chuang)和(he)擋(dang)風(feng)玻(bo)璃(li)等(deng)地(di)方(fang)

，就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)脈(mai)搏(bo)和(he)血(xue)氧(yang)等(deng)關(guan)鍵(jian)指(zhi)標(biao)檢(jian)測(ce)駕(jia)乘(cheng)人(ren)員(yuan)的(de)身(shen)體(ti)狀(zhuang)態(tai)，這(zhe)是(shi)智(zhi)能(neng)座(zuo)艙(cang)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)裏(li)機(ji)器(qi)發(fa)起(qi)交(jiao)互(hu)的(de)依(yi)據(ju)，幫(bang)助(zhu)係(xi)統(tong)做(zuo)出(chu)下(xia)一(yi)步(bu)回(hui)應(ying)或(huo)者(zhe)指(zhi)示(shi)。

為了方便大家盡快了解ADPD144RI模塊，ADI還特意開發了一款EVAL-ADPD144RIZ-SF評估板
，用於評估ADPD144RI領先的測光係統。該評估板在貿澤電子上的製造商編號為EVAL-ADPD144RIZ-SF。

圖4：EVAL-ADPD144RIZ-SF評估板

（圖源：ADI）

該評估板除了提供ADPD144RI模塊的完全配置，還包括應用WaveTool圖形用戶界麵（GUI）
，可提供低級和高級可配置性
、實時頻率和時域分析。為了方便智能座艙等應用的係統開發，該評估板能夠借助用戶數據報協議（UDP）傳輸功能，輕鬆地連接到開發係統。

支持多傳感融合的i.MX 8/8X基板

剛剛我們提到了，傳感器信息到達智能座艙係統之後，需要分析這些數據進而做出判斷，而類似的傳感器數據還包括人手識別信息、語音信息
、駕駛員目光方向信息以及駕駛時長信息等等。接下來我們要介紹的這款器件，則是智能座艙理解這些信息的關鍵
，它就是來自製造商NXP的i.MX 8X係列應用處理器
，製造商編號為MIMX8DX2AVOFZAC。

圖5：i.MX 8X處理器

（圖源：NXP）

i.MX 8X係列處理器采用與高端i.MX 8係列相同的子係統和架構，多達4個Arm Cortex-A35內核、用於實時處理的Arm Cortex-M4F內核以及用於音頻、語音和語音處理的集成式Cadence Tensilica HiFi DSP
，具有先進的圖形能力和高效的係統性能，可支持圖形、視頻、圖像處理和語音功能

，能夠滿足安全認證和高能效方麵的需求。

我們在前麵部分已經提到，在未來智能座艙的發展過程中，語音將會是人機交互的重要途徑和方式。而i.MX 8X係列處理器可進行多域語音識別，集成式Tensilica HiFi 4 DSP可提供音頻前置和後處理
、關鍵字檢測和語音識別（用於免提交互）等功能。

通過圖6能夠看到，MPU是NXP電子駕駛艙解決方案中的核心。借助豐富的外設接口
，無論是音頻信號

、聯網信號、傳感信號、NFC信號和顯示信號等，最終都將彙集到NXP MPU裏麵。而i.MX 8X係列處理器是NXP MPU的高端係列

，在信息處理和反饋方麵的性能無疑更加出色
，給座艙係統帶來更加人性化的體驗。

圖6：NXP電子座艙解決方案

（圖源：NXP）

此(ci)外(wai)，還(hai)有(you)一(yi)點(dian)也(ye)必(bi)須(xu)要(yao)強(qiang)調(tiao)。為(wei)了(le)打(da)造(zao)更(geng)加(jia)人(ren)性(xing)化(hua)的(de)智(zhi)能(neng)座(zuo)艙(cang)，每(mei)一(yi)台(tai)汽(qi)車(che)通(tong)過(guo)一(yi)款(kuan)時(shi)間(jian)的(de)使(shi)用(yong)之(zhi)後(hou)，都(dou)會(hui)成(cheng)為(wei)駕(jia)乘(cheng)人(ren)員(yuan)的(de)夥(huo)伴(ban)，但(dan)其(qi)中(zhong)的(de)信(xin)息(xi)也(ye)會(hui)被(bei)不(bu)法(fa)分(fen)子(zi)盯(ding)上(shang)，甚(shen)至(zhi)借(jie)由(you)智(zhi)能(neng)座(zuo)艙(cang)深(shen)入(ru)然(ran)後(hou)控(kong)製(zhi)汽(qi)車(che)，那(na)麼(me)安(an)全(quan)防(fang)護(hu)就(jiu)演(yan)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。

i.MX 8X係列處理器提供出色的安全性能
，支持AES
、無閃存SHE、橢圓曲線加密和密鑰存儲等加密標準
，為車輛和個人信息帶來多層保護。

綜上所述，i.MX 8X係列處理器可為智能座艙帶來冗餘的算力支撐，在圖形、音視頻
、圖像處理方麵有著突出的性能，可通過豐富的外設接口高效對接和處理聯網信號、傳感信號、NFC信號和顯示信號等。此外
，i.MX 8X係列處理器領先的安全性能為產品和方案帶來了全方位的保護。

傳感是智能座艙和駕乘人員交流的窗口
，而接受、處理傳感器信息並進行交互恰是i.MX 8X係列處理器的強項。到底有多強
？大家可以通過貿澤電子在售的i.MX 8QuadXPlus多傳感器支持套件（MEK）進行體驗，供應商編號為MCIMX8QXP-CPU。

圖7：i.MX 8QuadXPlus多傳感器支持套件（MEK）

（圖源：NXP）

該多傳感器支持套件用於評估和開發i.MX 8QuadXPlus、i.MX 8DualXPlus和i.MX 8DualX應用處理器
，以及NXP PF8100能源管理集成電路（PMIC）解決方案和傳感器。

通過該套件，工程師朋友可以從多維度了解上述幾款i.MX 8X係列處理器。比如通過LVDS和MIPI-DSI連接器以及3.5mm耳機音頻插孔來評估音頻、視頻和HMI性能。實際上，這是一個開箱即用的方案，通過LVDS轉HDMI適配器卡、高度優化的驅動程序和軟件，可直接用於開發圖形、視頻、圖像處理、音頻和語音功能。

該套件還支持Linux
、Android、FreeRTOS，並提供領先的內存配置用於程序和應用開發
，因此在智能座艙應用之外
，在工業自動化、機器人、樓宇和衛生保健等領域都具有很好的產品性能，能夠作為通用的HMI（人機界麵）方案。

釋放千億美元的市場潛力

隨(sui)著(zhe)消(xiao)費(fei)者(zhe)對(dui)駕(jia)乘(cheng)體(ti)驗(yan)的(de)追(zhui)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)，智(zhi)能(neng)座(zuo)艙(cang)兌(dui)現(xian)千(qian)億(yi)美(mei)元(yuan)級(ji)市(shi)場(chang)潛(qian)力(li)是(shi)可(ke)以(yi)預(yu)見(jian)的(de)。因(yin)此(ci)
，人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)後(hou)續(xu)將(jiang)成(cheng)為(wei)智(zhi)能(neng)汽(qi)車(che)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)的(de)核(he)心(xin)內(nei)容(rong)，在(zai)汽(qi)車(che)儀(yi)表(biao)盤(pan)
、中控、抬頭顯示、V2V
、V2D各個環節給駕乘人員帶來更好的體驗。

智能汽車的人機交互也將出現九大明顯的趨勢，包括從運載工具到交通係統、連接和分離、共享服務、無處不在的顯示、接管與移交、實體媒介交互、個性化、duotongdaoronghejiaohuhezhinengqingganjiaohu。ershixianzhexiexuyaoruanyingjiandejiehe，zaimaozedianzishang
，wulunshiqijianhaishipeitaodegongju
，mianxiangzhinengqicherenjijiaohu
，nizongnengzhaodaoshihezijide
，jiecidazaojijushichangjingzhenglideyingyongfangan。

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