基于i.MX RT1170的兩輪車數(shù)字儀表盤參考設(shè)計(jì) 全面的技術(shù)解讀

電氣化革命正在如火如荼地進(jìn)行，為汽車行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域帶來了翻天覆地的變化，包括兩輪車，以及各種級(jí)別和價(jià)位的摩托車、代步車和電動(dòng)自行車。雖然傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī) (ICE) 驅(qū)動(dòng)的摩托車和代步車占主流，但燃油價(jià)格高漲和消費(fèi)者對(duì)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的追求，讓電動(dòng)汽車 (EV) 車型日益走俏。

電動(dòng)兩輪車是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的摩托車和代步車的替代產(chǎn)品，它們更安全、易于駕駛、更智能、更環(huán)保、更簡(jiǎn)單。它們方便驅(qū)動(dòng)，可輕松連接智能系統(tǒng)，能夠提升騎行者的安全和舒適。低成本的基礎(chǔ)兩輪車能夠滿足全球發(fā)展中地區(qū)的日常通勤需求，而高端電動(dòng)摩托車和代步車則可以滿足發(fā)達(dá)市場(chǎng)騎行者對(duì)更高速度、更長(zhǎng)續(xù)航里程和冒險(xiǎn)的渴望。

電動(dòng)汽車公司正在積極開發(fā)增值數(shù)字功能，如聯(lián)網(wǎng)數(shù)字儀表盤，以鼓勵(lì)更多的駕駛員轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車。兩輪車制造商緊跟汽車業(yè)的變革潮流，把數(shù)字儀表盤融入到他們的新款車型里。實(shí)時(shí)清晰地顯示重要信息和車輛參數(shù)，行駛速度、每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)、位置、導(dǎo)航、環(huán)境溫度和續(xù)航里程等無一遺漏，讓騎行者專注于路況，享受騎行的樂趣。

新參考平臺(tái)助力兩輪車數(shù)字儀表盤開發(fā)

為了幫助加快兩輪車全彩薄膜晶體管(TFT)顯示屏的開發(fā)，恩智浦搭建了一個(gè)組合式數(shù)字儀表盤和連接參考平臺(tái)，專為大眾市場(chǎng)兩輪車打造，包括摩托車、電動(dòng)代步車和通勤電動(dòng)自行車。該參考平臺(tái)支持高性能圖形和豐富的連接用例，例如免提通話、智能手機(jī)投影無線配對(duì)、藍(lán)牙音頻/視頻、OTA更新、云連接、車隊(duì)管理、安全汽車門禁和車輛定位。

兩輪車互聯(lián)數(shù)字儀表盤參考設(shè)計(jì)

為了提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效的系統(tǒng)，增強(qiáng)兩輪車的用戶體驗(yàn)，該參考平臺(tái)結(jié)合了以下恩智浦組件：

高性能i.MX RT1170跨界微控制器 (MCU)

高度集成的AW611單芯片Wi-Fi 6和藍(lán)牙/BLE音頻連接解決方案

安全的遠(yuǎn)程KW45無線MCU，具有符合BLE 5.3的無線單元

采用i.MX RT1170跨界MCU構(gòu)建的兩輪車儀表盤

全包式參考平臺(tái)：實(shí)現(xiàn)更快、更輕松的開發(fā)

恩智浦的互聯(lián)數(shù)字儀表盤參考平臺(tái)使車輛制造商能夠?yàn)閮奢嗆囂峁┗镜膬x表盤功能，同時(shí)還支持各種連接用例，提升騎行者體驗(yàn)。重要的功能包括：

智能手機(jī)、數(shù)字儀表盤和耳機(jī)之間的三向藍(lán)牙配對(duì)

騎行者和后座乘客音樂共享

定位功能，例如在停車場(chǎng)“查找我的兩輪車”

手機(jī)導(dǎo)航和電動(dòng)車充電統(tǒng)計(jì)

免提通話和藍(lán)牙音頻

藍(lán)牙有助于將騎行者的手機(jī)連接到兩輪車數(shù)字儀表盤。配對(duì)后，通話記錄和聯(lián)系人信息可以共享并顯示在智能儀表盤上，從而實(shí)現(xiàn)免提通話。消息提醒和來電也可以顯示在屏幕上。當(dāng)兩輪車停下或停車時(shí)，騎行者可以通過觸摸智能儀表盤和使用手機(jī)路由呼叫來撥打呼出電話；還可以使用顯示屏來接聽或掛斷來電。

實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙音頻使騎行者和高端車型的后座乘客都能享受音樂流。從儀表盤到頭盔的連接進(jìn)一步增強(qiáng)了騎行者的體驗(yàn)。當(dāng)交通堵塞或等待兩輪車電池充電時(shí)，騎行者也可以享受便捷的音頻播放功能。

實(shí)現(xiàn)安全的兩輪車門禁

恩智浦的KW45 MCU具有低能耗藍(lán)牙、CAN和集成安全區(qū)域，為安全的兩輪車位置跟蹤和門禁提供了低成本的連接選項(xiàng)。在兩輪車設(shè)計(jì)中，一個(gè)KW45 MCU與儀表盤中的RT1170 MCU配合使用，另一個(gè)KW45則內(nèi)置在騎行者的鑰匙扣中。兩輪車中的KW45 MCU可以與鑰匙扣配對(duì)，甚至可以與智能手機(jī)配對(duì)，但需要距離很近，大約3米。騎行者側(cè)通過i.MX RT1170 MCU進(jìn)行聲光指示，可以在停車場(chǎng)輕松發(fā)現(xiàn)自己的兩輪車。

當(dāng)兩輪車數(shù)字儀表盤中的KW45 MCU在主流搜索應(yīng)用中注冊(cè)后，騎行者可以使用智能手機(jī)在地圖上跟蹤兩輪車的位置，并在距離較近時(shí)手動(dòng)觸發(fā)聲音/燈光指示。此外，還能實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的用例，例如使用全球智能手機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)BLE智能標(biāo)簽跟蹤功能，以查找丟失或被盜的兩輪車。

豐富的兩輪車連接功能

恩智浦新一代兩輪車數(shù)字儀表盤參考平臺(tái)還豐富了兩輪車基于連接的功能，包括：

接收實(shí)時(shí)車輛信息，包括電池電量、路線、速度和行駛距離

找到最近的充電站、公共停車區(qū)和其他地點(diǎn)

共享支持兩輪車維修計(jì)劃的更新和警報(bào)

兩輪車遠(yuǎn)程上鎖和解鎖

與交通管理和執(zhí)法部門分享安全問題和惡劣路況

通過云進(jìn)行車隊(duì)管理

i.MX RT1170：為兩輪車帶來先進(jìn)的技術(shù)

雖然恩智浦i.MX應(yīng)用處理器已在汽車市場(chǎng)廣泛采用多年，但i.MX RT1170跨界MCU在低端汽車和兩輪車中部署的互聯(lián)數(shù)字顯示屏和儀表盤中日益走俏。i.MX RT1170跨界MCU為車載顯示屏提供了兩全其美的功能：既具有微處理器的高性能和高集成度，還提供MCU的低成本、易用性和實(shí)時(shí)功能。

i.MX RT1170跨界MCU是首款車規(guī)級(jí)i.MX RT產(chǎn)品，溫度范圍為-40至+125°C。功能豐富的MCU具有兩個(gè)高能效的Arm Cortex-M CPU核和卓越的多媒體功能，包括支持矢量圖形的2D GPU和OpenVG庫。除了RGB顯示器和并行CMOS傳感器攝像頭接口外，i.MX RT1170還支持MIPI CSI和DSI，為開發(fā)人員提供了更多選擇。i.MX RT1170提供具有人工智能 (AI) 和機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 功能的各種連接選項(xiàng)。作為質(zhì)量管理 (QM) 級(jí)器件，i.MX RT1170 MCU可以使用額外的硬件支持ASIL-B汽車安全解決方案。

恩智浦及其生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴提供全面的支持，幫助開發(fā)人員快速開始設(shè)計(jì)，并迅速過渡到完整的產(chǎn)品開發(fā)和大規(guī)模生產(chǎn)。MCUXpresso軟件和工具套件使恩智浦i.MX產(chǎn)品組合能夠提供一致的體驗(yàn)。

i.MX RT1170跨界MCU框圖

AW611：為兩輪車的音頻連接賦能

AW611音頻連接解決方案是一款高度集成的2.4/5GHz雙頻1x1 Wi-Fi 6 (802.11ax)和藍(lán)牙/BLE 5.2單芯片解決方案，專為汽車市場(chǎng)優(yōu)化，達(dá)到了AEC-Q100 3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這種高集成度有助于降低系統(tǒng)成本和外部BOM，同時(shí)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部和4G LTE等外部射頻之間的有效共存。

AW611包含搭載恩智浦802.11ax (Wi-Fi 6) 技術(shù)的全功能Wi-Fi子系統(tǒng)，與上一代產(chǎn)品相比，其吞吐量更高、網(wǎng)絡(luò)效率更高、延遲更低、范圍更廣。AW611還集成了一個(gè)獨(dú)立的Bluetooth 5.2子系統(tǒng)，支持藍(lán)牙和BLE。該器件支持藍(lán)牙配置文件，如免提功能 (HFP)、音頻流的高級(jí)音頻分發(fā)配置文件 (A2DP) 以及雙寬帶語音 (WBS) 等附加配置文件。

AW611內(nèi)部框圖

KW45：為兩輪車帶來高性價(jià)比的藍(lán)牙連接

該參考平臺(tái)還包括KW45 BLE無線MCU，提供安全的車輛門禁和車輛定位服務(wù)。KW45的三核架構(gòu)集成了96MHz Arm Cortex-M33應(yīng)用內(nèi)核、專用的Cortex-M3無線模塊內(nèi)核和隔離的EdgeLock安全區(qū)域。它還集成了符合BLE 5.3標(biāo)準(zhǔn)的無線單元，可同時(shí)支持多達(dá)24個(gè)安全連接。

KW45架構(gòu)框圖

實(shí)現(xiàn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)高效的兩輪車設(shè)計(jì)

兩輪車開發(fā)人員現(xiàn)在可以利用恩智浦在汽車娛樂中控、TFT顯示技術(shù)和安全連接方面的深厚專業(yè)知識(shí)，以及恩智浦廣泛的車規(guī)級(jí)處理器、無線器件、音頻解決方案和開發(fā)工具組合。

恩智浦的互聯(lián)數(shù)字儀表盤參考平臺(tái)提供了先進(jìn)的技術(shù)，為下一代安全、可靠、經(jīng)濟(jì)高效的兩輪車設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

本文作者

Shweta Latawa，恩智浦半導(dǎo)體邊緣處理汽車事業(yè)部經(jīng)理。Shweta現(xiàn)居德克薩斯州奧斯汀，目前負(fù)責(zé)汽車領(lǐng)域營(yíng)銷及i.MX 93應(yīng)用處理器、i.MX RT1170跨界MCU等恩智浦產(chǎn)品的采用。她還成功領(lǐng)導(dǎo)了恩智浦?jǐn)?shù)字網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中最復(fù)雜產(chǎn)品的端到端執(zhí)行，處理研發(fā)運(yùn)營(yíng)和治理、公司戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，以及恩智浦 (以及之前的飛思卡爾和摩托羅拉) 的設(shè)計(jì)工程。她擁有德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的工商管理碩士學(xué)位和印度塔帕爾研究所的工程學(xué)士學(xué)位。