【導讀】當前，很多汽車廠商都在宣稱自己的車子提供沉浸式的座艙體驗。那么，到底什么是沉浸式座艙呢？綜合而言，沉浸式座艙就是將先進的科技與人文自然進行融合，用色、形、字、動、音等不同的感官體驗讓人們覺得座艙不再局促，而是和大自然，和影視內(nèi)容融為一體。
沉浸式座艙體驗
當前，很多汽車廠商都在宣稱自己的車子提供沉浸式的座艙體驗。那么，到底什么是沉浸式座艙呢？綜合而言，沉浸式座艙就是將先進的科技與人文自然進行融合，用色、形、字、動、音等不同的感官體驗讓人們覺得座艙不再局促，而是和大自然，和影視內(nèi)容融為一體。
從硬件創(chuàng)新層面來看，沉浸式座艙體驗有三大抓手，分別是多模態(tài)交互、沉浸式多媒體以及一體化智能座艙功能控制。本文我們將重點圍繞沉浸式多媒體技術進行展開，挖掘其中的技術和產(chǎn)品創(chuàng)新，并為大家推薦貿(mào)澤電子上可用于打造沉浸式座艙的元器件。
沉浸式座艙塑造“第三空間”
智能座艙目前已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的核心配套。2022年初，IHS Markit在發(fā)布相關調研報告時指出，2021年智能座艙已經(jīng)成為中國消費者購買汽車時考慮的第二大因素，重要性僅次于功能安全，HUD、語音交互/VPA、人臉識別、手勢控制、體征監(jiān)測等功能都已經(jīng)逐漸成為用戶購車的剛需。
全球智能座艙市場趨勢分析
在供需兩方的推動下，全球智能座艙市場高速發(fā)展，IHS Markit數(shù)據(jù)顯示，2020年全球智能座艙市場規(guī)模為360億美元，到2030年預計將達到681億美元，期間的年復合增長率為6.58%。
圖1：全球智能座艙市場規(guī)模
（數(shù)據(jù)來源：IHS Markit）
為了迎合消費者購車的需求，汽車產(chǎn)業(yè)鏈在智能座艙領域進行了大量的創(chuàng)新，并圍繞個性化、數(shù)字化、沉浸式三方面打造更具賣點的智能座艙。與個性化、數(shù)字化不同，沉浸式并不和某一項功能掛鉤，而是要通過整個座艙系統(tǒng)去呈現(xiàn)。為了打造沉浸式座艙系統(tǒng)，方案商提供了各種創(chuàng)新技術，以增強駕乘、娛樂和休閑新體驗。
當前，多媒體創(chuàng)新已經(jīng)成為整車廠競爭的核心戰(zhàn)場。正如文章開篇提到的，車廠及配套產(chǎn)業(yè)鏈在色、形、字、動、音等感官體驗方面下足了功夫。當然，沉浸式多媒體技術也是一個籠統(tǒng)的概念，具體可以分解為沉浸式顯示、立體音效以及座椅、燈光等配套。
沉浸式顯示
在沉浸式顯示方面，當前比較主流的方式是沉浸式大屏，主要的表現(xiàn)形式包括多聯(lián)屏、中控大屏以及副駕巨幕和后座大屏等。在屏顯方面，車廠為了達到沉浸式體驗，盡其所能地放大了屏幕的尺寸。不過，隨著更新技術的涌入，如果單純搭載幾塊大尺寸屏幕已經(jīng)很難再稱得上是沉浸式座艙，這些創(chuàng)新顯示技術包括VR/AR、穹頂投影技術等。
以蔚來汽車為例，為了增強座艙內(nèi)的沉浸式觀影體驗，蔚來發(fā)布了一款車載AR眼鏡——Nreal Air AR眼鏡。用戶佩戴上這幅AR眼鏡之后，可以在座艙內(nèi)感受130英寸巨幕、256色環(huán)境照明以及7.1.4沉浸式立體聲等，絕對稱得上是車載3D移動影院。
立體音效
在立體音效方面，目前汽車座艙的聲場已經(jīng)從二維全面升級到了三維。從整個行業(yè)的發(fā)展動態(tài)來看，車廠打造座艙立體聲效比較趨同的手段是品牌音響加上數(shù)量眾多的揚聲器?，F(xiàn)階段，已經(jīng)有品牌汽車在智能座艙內(nèi)搭載了近30個揚聲器，最多支持超過20個通道功放。除了立體化聲場，智能座艙在音效方面的下一步發(fā)展是對聲音進行精細化管控，實現(xiàn)定向發(fā)聲和獨立音區(qū)，打造不同座位之間具有差異化的沉浸式體驗。
2022年，小鵬G9上的5D音樂座艙引起了業(yè)界的廣泛關注，全車28個聲學單元，以音樂廳的建筑聲學為標桿，噪聲控制在了35dB以內(nèi)，提供全場景5D音效，拔高了現(xiàn)階段車載音響的水平。
座椅、燈光等配套
在座椅、燈光等配套方面，2022年主打移動影院效果的汽車品牌，已經(jīng)將座椅作為電影播放效果的一部分，座椅能夠配合電影特效進行調節(jié)。同時，各大車廠在氛圍燈數(shù)量上進行競賽，部分品牌車子的座艙內(nèi)氛圍燈達到數(shù)十處，且都支持10色可調，提升座艙的舒適體驗。
面向未來，沉浸式座艙的下一步發(fā)展是場景化創(chuàng)新，也就是說這些沉浸式多媒體技術將不再是單單服務于影音娛樂，對于游戲、移動辦公、視頻會議、休閑舒適等新場景會逐漸覆蓋，最終的目標是實現(xiàn)各種多媒體技術的全場景支持。
在此過程中，智能座艙在沉浸式體驗方面將更加注重3D立體和類人化，裸眼3D和VR/AR將成為廠商布局的重點。目前，我們已經(jīng)看到有車廠在嘗試做VR/AR設備和座艙的結合，這種新的顯示技術可以讓內(nèi)容顯示突破座艙的物理空間限制。業(yè)內(nèi)人士的共識是，未來AR/VR和全息顯示等新型顯示技術將成為智能座艙探索新的方向。并且，這些創(chuàng)新技術不僅僅是為了增強顯示，同時也會注重交互體驗的提升，讓智能座艙的交互更加簡單和高效，進一步增強沉浸式體驗。
上述所有這些技術創(chuàng)新都只有一個目的，那就是將汽車座艙打造成為人們生活中的“第三空間”。
因此，智能座艙的高階形態(tài)是不斷追求更加完美的沉浸式體現(xiàn)，不斷實現(xiàn)信息、娛樂、互聯(lián)等功能全面深度的融合，讓座艙成為家居和辦公場景之外的有效延伸，這便是“第三空間”的價值所在。
當然，在推進智能座艙技術創(chuàng)新的過程中，離不開各種前沿元器件的支持。貿(mào)澤電子作為半導體和電子元器件行業(yè)的全球分銷商，為廣大開發(fā)者提供數(shù)百萬種元器件支持，讓大家的智能座艙創(chuàng)新沒有硬件掣肘。接下來，我們就為大家推薦幾款貿(mào)澤電子在售的，可用于沉浸式智能座艙打造的優(yōu)秀元器件。
可輕松實現(xiàn)高質量音頻的4通道語音合成LSI
如上所述，在沉浸式多媒體技術中，音頻是其中重要一項。當前，很多汽車品牌更是將音樂座艙作為核心賣點來宣傳。因此，如果能夠輕松實現(xiàn)高質量音頻，那么就可以將車子上的音響、揚聲器等硬件的性能發(fā)揮到最大。我們?yōu)榇蠹彝扑]的第一款器件便是一款4通道混合語音合成LSI，來自制造商ROHM Semiconductor（簡稱ROHM），貿(mào)澤電子官網(wǎng)上該器件的料號為ML22530TBZ0BX。
圖2：ML22530TBZ0BX
（圖源：貿(mào)澤電子）
ML22530TBZ0BX是ROHM LAPIS ML22530 4通道語音合成LSI中的一款器件，是符合AEC-Q100標準的音頻IC。ML22530采用HQ-ADPCM壓縮技術，提供16位數(shù)模轉換器（DAC）、低通濾波器、1.0W單聲道揚聲器放大器等豐富配置，還集成了串行閃存接口，該接口最多支持128MB串行閃存，從而實現(xiàn)更長的播放時間。通過這些領先的性能，開發(fā)人員可以借助ML22530 4通道語音合成LSI輕松地為幾乎任何應用添加高質量的語音功能。
圖3：ML22530 4通道語音合成LSI典型應用電路（圖源：ROHM）
此外，ML22530 4通道語音合成LSI還提供故障檢測功能，包括內(nèi)置有播放音異常檢測、揚聲器引腳短路檢測和高溫異常檢測等車載應用所需的功能，進一步保障了高質量音頻的輸出質量。除了可用于汽車電子產(chǎn)品，ML22530 4通道語音合成LSI還可用于家用電子設備、消費類和工業(yè)電子產(chǎn)品以及游戲和玩具等領域。
可用于車內(nèi)燈光控制的LED驅動器
在打造沉浸式智能座艙的過程中，幾乎所有車企都會借助座艙燈管這一功能，能夠為沉浸式體驗帶來事半功倍的效果。下一步，智能座艙將開始專注于場景化創(chuàng)新，對于燈光的控制有著更高的要求。下面，我們就為大家介紹兩款可用于車內(nèi)燈光控制的LED驅動器，來自制造商ROHM，貿(mào)澤電子官網(wǎng)上這兩款器件的料號分別為BD18337EFV-ME2和BD18347EFV-ME2。
圖4：BD18337EFV-ME2和BD18347EFV-ME2
（圖源：貿(mào)澤電子）
這兩款LED驅動器均符合AEC-Q100標準（1級），可用于汽車LED車內(nèi)燈，比如空調燈、儀表板燈、內(nèi)部照明等；也可用于汽車LED外燈，比如尾燈、牌照燈、DRL和位置燈、霧燈等。
圖5：BD18337EFV-ME2和BD18347EFV-ME2應用電路（圖源：ROHM）
在產(chǎn)品性能方面，這兩款LED驅動器是40V、150mA、4通道、恒流驅動器，采用HTSSOP-B16封裝，均集成了能量共享控制以及LED開路檢測、OUTx引腳短路保護、過壓靜音和熱關斷等功能。
同時，兩款器件都提供PWM調光功能和許可證燈模式。在LED配置方面，BD18337EFV-M設計用于OUTx引腳串聯(lián)有3個LED的應用，可用于3個串聯(lián)，4個并聯(lián)；BD18347EFV-M設計用于OUTx引腳串聯(lián)有2個LED的應用，支持2個串聯(lián)，4個并聯(lián)。
圖6：BD18337EFV-ME2和BD18347EFV-ME2系統(tǒng)框圖（圖源：ROHM）
同時，大家還可以借助ROHM提供的設計模型，從而顯著縮短應用開發(fā)周期。
超低功耗的16位MCU
未來智能座艙的發(fā)展是場景化的，各個功能單元將根據(jù)場景的需求進行啟動和休眠，然而眾多的功能單元還是給汽車系統(tǒng)供電帶來了壓力。并且，隨著功能的豐富，數(shù)字智能座艙的功耗會越來越大。在此，我們?yōu)榇蠹彝扑]一款非常適合打造超低功耗智能座艙應用的MCU，來自制造商Microchip，貿(mào)澤電子官網(wǎng)上該器件的料號為PIC24FJ64GP202-I/SO。
圖7：PIC24FJ GL 16位MCU
（圖源：貿(mào)澤電子）
PIC24FJ64GP202-I/SO屬于PIC24FJ GL 16位MCU中的一款，是超低功耗MCU，設計用于開發(fā)各種創(chuàng)新應用（帶有或不帶顯示屏）。這些MCU符合AEC Q100 1級標準，工作溫度范圍為-40℃至+125℃，非常適合用于汽車應用，包括打造座艙內(nèi)人機接口、娛樂單元等。
在產(chǎn)品性能方面，這些MCU集成了多功能片上分段式LCD控制器，可輕松將顯示器集成到低功耗應用中；支持低功耗模式和保持休眠功能，同時在低功耗模式下還能夠支持片上實時時鐘/日歷（RTCC）的連續(xù)運行；具有硬件安全特性，還可將安全性和CryptoAuthentication器件共同集成到安全應用中；提供10/12位模數(shù)轉換器（ADC）、低輸入電壓升壓等高級集成模擬，以及可配置邏輯單元（CLC）、多捕捉/比較/PWM (MCCP)等獨立于內(nèi)核的外設，進一步豐富了產(chǎn)品的應用場景。
圖8：PIC24FJ GL 16位MCU系統(tǒng)框圖
（圖源：Microchip）
從傳統(tǒng)大屏走向沉浸式座艙
當前，智能座艙已經(jīng)完成了從物理按鍵向大屏的過渡，并通過一芯多屏的方式將座艙融為一體。接下來，智能座艙將從平面智能走向沉浸式智能，借助裸眼3D和VR/AR等創(chuàng)新技術提供全通透、全聯(lián)接的座艙體驗，在視頻、通話、游戲等環(huán)節(jié)增加座艙的層次感。貿(mào)澤電子始終致力于為廣大工程師朋友提供前沿的電子元器件新品，它們都是打造沉浸式座艙的行業(yè)利器。
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