定義艙駕一體新架構(gòu):黑芝麻智能武當(dāng)C1200家族如何成為跨域計算“第一芯”
2025-11-15 18:13 黑芝麻智能

一、引言

在汽車電子電氣架構(gòu)(EEA)加速向中央計算演進(jìn)的過程中,行業(yè)普遍聚焦于功能整合與成本控制。然而,真正的變革并非僅停留在功能堆疊,而在于芯片架構(gòu)的根本性重構(gòu)——它不再被動適配既有功能,而是主動定義整車的算力邊界、安全等級與體驗上限。

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武當(dāng)C1200家族芯片的推出,正是這樣一次深層次的“架構(gòu)級重構(gòu)”。我們直面?zhèn)鹘y(tǒng)多芯片方案難以克服的三大痛點:算力僵化、跨域延遲與安全冗余不足,從芯片底層構(gòu)建了真正面向中央計算的設(shè)計理念。

這不僅代表了一顆芯片的技術(shù)突破,更標(biāo)志著中國在汽車智能化的芯片核心架構(gòu)領(lǐng)域,從“跟隨者”向“定義者”轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵節(jié)點。

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二、EEA演進(jìn)的底層邏輯:芯片架構(gòu)的三次“范式躍遷”

要理解武當(dāng)C1200家族的價值,我們必須先回到汽車電子電氣架構(gòu)演進(jìn)的宏觀圖景中,汽車電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)史,本質(zhì)是芯片架構(gòu)與整車通信拓?fù)涑掷m(xù)適配的過程。每一次躍遷都伴隨著具體技術(shù)指標(biāo)的臨界點突破。

從分布式到域集中,再到中央計算,芯片的角色已由“單一功能載體”演變?yōu)椤叭蛑悄苤袠小保醒胗嬎銜r代的核心矛盾,正是傳統(tǒng)芯片架構(gòu)無法支撐多域融合的技術(shù)需求。

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1. 分布式架構(gòu)下的“碎片化困局”

在EEA 1.0時代,核心邏輯是“每個功能擁有自己的ECU,一個ECU配一顆專用芯片”。燈光、雨刮、車窗等各自為政,每項功能獨立運行。

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這種模式在智能化浪潮背景下暴露出三大瓶頸:

? 架構(gòu)割裂,缺乏協(xié)同:各ECU相對封閉,通過低速CAN總線通信,數(shù)據(jù)孤島嚴(yán)重,信息無法共享,難以協(xié)同;

? 硬件冗余,成本高昂:高端燃油車搭載超百顆功能芯片,每顆均需獨立電源、內(nèi)存和接口,硬件成本較高;

? 迭代封閉,升級困難:軟硬件深度耦合,功能更新需更換整套ECU,OTA升級形同虛設(shè)。

此時的芯片,談不上“架構(gòu)”,只是孤立的功能執(zhí)行單元。

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2. 域集中架構(gòu)下的“域間壁壘”

隨著新能源汽車智能化的發(fā)展,EEA進(jìn)入2.0域集中時代,芯片設(shè)計轉(zhuǎn)向“按域?qū)S谩保狠o助駕駛用ADAS芯片、座艙用IVI芯片、動力用高可靠MCU。

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EEA 2.0雖然將功能聚合,但域控制器間的片外通信引入了新的約束。實測數(shù)據(jù)顯示,通過PCIe Gen4 x4連接兩顆獨立SoC進(jìn)行數(shù)據(jù)共享時,DMA傳輸延遲約200-500μs,加上協(xié)議棧處理,端到端延遲輕松突破5ms。更關(guān)鍵的是,NPU利用率在典型行車場景下僅達(dá)35-40%,而座艙GPU在渲染AR-HUD時負(fù)載超80%,跨域算力借用無法實現(xiàn),造成30%以上的綜合算力浪費。

總的來說,EEA2.0雖然緩解了碎片化問題,在運行艙駕一體等復(fù)雜應(yīng)用場景時依然存在很多問題無法解決:

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? 算力僵化,無法調(diào)度:輔助駕駛NPU空閑時不能支援座艙AI語音,座艙GPU滿載也無法借用輔助駕駛算力;

? 跨域延遲,響應(yīng)滯后:傳統(tǒng)域間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)需經(jīng)“芯片→網(wǎng)關(guān)→以太網(wǎng)→目標(biāo)域”多級跳轉(zhuǎn),延遲高達(dá)十?dāng)?shù)毫秒,這就導(dǎo)致跨域間數(shù)據(jù)共享效率極低,使艙駕融合只能做到簡單功能疊加,而無法真正融合;

? 風(fēng)險把控,成本上行:輔助駕駛要求ASIL-D級安全,座艙僅需ASIL-B,共用平臺時若按低等級設(shè)計則存在安全隱患,若按高等級設(shè)計則使座艙成本增加30%以上,形成兩難抉擇。

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域?qū)S眯酒谋举|(zhì),是將“點狀碎片”變?yōu)椤皦K狀孤島”,仍未觸及中央計算所需的全域協(xié)同本質(zhì)。

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3. 中央計算架構(gòu)下的“融合剛需”

L2+及以上輔助駕駛每日處理數(shù)據(jù)量達(dá)TB級,座艙需支持6屏聯(lián)動、AR-HUD、沉浸式交互等應(yīng)用,中央計算EEA對芯片架構(gòu)提出更多要求,必須解決三大核心矛盾:

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? 異構(gòu)算力的動態(tài)調(diào)度:CPU、GPU、NPU、ISP等資源需按場景靈活分配;算力綜合利用率需提升至80%以上

? 安全與非安全域的物理隔離:關(guān)鍵控制與娛樂功能必須硬件級隔離,安全域需滿足ASIL-D等級,非安全域需支持高算力交互,互不干擾;

? 跨域數(shù)據(jù)的低延遲流轉(zhuǎn):感知、決策、執(zhí)行數(shù)據(jù)需在芯片內(nèi)部高速交換,避免外部轉(zhuǎn)發(fā)瓶頸。

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正是基于這些根本性需求,武當(dāng)C1200家族應(yīng)運而生——我們不再以“功能”或“域”定義芯片,而是以“中央計算的本質(zhì)場景需求”重構(gòu)底層架構(gòu)。

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三、武當(dāng)C1200家族:為跨域計算而生的“第一芯”

中央計算場景對芯片提出了前所未有的嚴(yán)苛要求:既要具備跨域算力調(diào)度能力,又要滿足功能安全與信息安全的雙重標(biāo)準(zhǔn),更需支撐軟件定義汽車的靈活迭代。武當(dāng)C1200家族通過四大技術(shù)突破,構(gòu)建起支撐中央計算架構(gòu)的核心底座。

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1. 7nm異構(gòu)融合架構(gòu):打破域間算力壁壘

中央計算的核心在于“算力池化”,即實現(xiàn)資源的統(tǒng)一調(diào)度與彈性分配。武當(dāng)C1200家族基于7nm車規(guī)級制程工藝打造,集成CPU、GPU、NPU、DSP、ISP、MCU及網(wǎng)關(guān)模塊于一體,真正實現(xiàn)座艙、輔助駕駛、車身、網(wǎng)關(guān)四域融合。

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其技術(shù)參數(shù)背后是對場景需求的精準(zhǔn)匹配:

? 算力規(guī)模:CPU采用8+2 A78ae架構(gòu),提供170K+ DMIPS算力,領(lǐng)先市場主流芯片74%(Dhrystone跑分);AI單元支持多精度混合計算,特別優(yōu)化并原生支持Transformer模型,可高效處理BEV、DETR等主流智能輔助駕駛算法;GPU包含8+1 G78AE核心,提供大于500GFLOPs FP32算力,支持OpenGLES 3.2、Vulkan 1.2等多種API,滿足3D渲染與座艙娛樂的性能需求;

? 存儲帶寬:2通道LPDDR5接口,兼容LPDDR4/4X,最大提供51.2GB/s片外DDR帶寬,配合12MB片上存儲,可高效支撐TB級智能輔助駕駛數(shù)據(jù)處理,降低片外帶寬依賴;

? 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn):統(tǒng)一的跨域通信架構(gòu),通過高速片上總線互聯(lián)所有計算單元,跨域數(shù)據(jù)可以通過片內(nèi)總線直接交換,搭配分布式Message Box設(shè)計,每個處理器核都有專用收發(fā)FIFO,支持消息過濾;芯片內(nèi)置高性能網(wǎng)關(guān)處理單元,集成16x CAN-FD、6x LIN、2x FlexRay及2x 10Gb TSN以太網(wǎng)端口,可作為智能輔助駕駛、座艙、MCU多域之間的數(shù)據(jù)交換通道;多種數(shù)據(jù)共享流轉(zhuǎn)方式,將跨域數(shù)據(jù)通信延遲從傳統(tǒng)方案的10+毫秒級降至微秒級,為座艙聯(lián)動、DMS緊急響應(yīng)等場景提供了關(guān)鍵性能保障。

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所有計算單元通過高速片上總線互聯(lián),算力由統(tǒng)一軟件平臺進(jìn)行動態(tài)調(diào)配:

? 高速巡航時,NPU優(yōu)先服務(wù)輔助駕駛感知;

? 停車娛樂時,GPU與NPU可以協(xié)同工作,提供極致的座艙游戲與AI交互體驗;

? DMS檢測到駕駛員疲勞,可聯(lián)動空調(diào)、音響、導(dǎo)航自動調(diào)節(jié)環(huán)境,甚至規(guī)劃至休息區(qū)。

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算力不再是固定分配的“孤島”,而是隨場景流動的“活水”,這正是中央計算的靈魂所在。

2. ASIL-D級安全底座:構(gòu)筑整車可信根基

作為整車智能計算中樞,中央計算芯片的安全等級直接關(guān)乎行車安全。武當(dāng)C1200家族是國內(nèi)首款通過ISO 26262 ASIL-D產(chǎn)品認(rèn)證的跨域融合芯片,同時滿足EVITA Full信息安全要求,具備行業(yè)領(lǐng)先的功能安全與信息安全雙重保障。

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? 功能安全方面:內(nèi)置獨立Function Safety Island(功能安全島),搭載車規(guī)級Cortex R5核心,采用雙核鎖步、ECC內(nèi)存校驗、高精度ADC電源監(jiān)控等機(jī)制,可實時監(jiān)測異常并觸發(fā)安全處理;獨立儀表盤通路和片內(nèi)高性能MCU單元(32K DMIPS)采用硬件隔離設(shè)計,無需虛擬化,性能最優(yōu)且能保證儀表和規(guī)控業(yè)務(wù)不會受到座艙及娛樂應(yīng)用業(yè)務(wù)的影響,提高系統(tǒng)安全性,滿足ASIL-D等級;

? 信息安全方面:集成滿足EVITA Full 信息安全定義標(biāo)準(zhǔn)的硬件安全模塊(HSM),支持國際通用密碼算法(AES/DES/3DES/RSA等)與國密商用密碼算法(SM2/SM3/SM4),具備OTP安全存儲、TRNG隨機(jī)數(shù)生成(符合NIST SP800-90 a/b/c標(biāo)準(zhǔn))、主動屏蔽層等硬件安全機(jī)制,可抵御總線劫持、固件篡改等攻擊。

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“安全原生”的設(shè)計理念,使C1200家族無需外掛獨立信息安全芯片和ASIL D功能安全MCU即可滿足整車安全需求,大幅簡化系統(tǒng)設(shè)計。相比傳統(tǒng)多芯片方案,減少了硬件冗余與系統(tǒng)復(fù)雜度,降低成本的同時提升可靠性。

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3. 場景化算力配置:精準(zhǔn)匹配車型定位

中央計算并非一味追求高算力,而是強(qiáng)調(diào)“按需配置、合理分配”。武當(dāng)C1200家族采用差異化產(chǎn)品策略,形成覆蓋主流市場的完整矩陣,且每款產(chǎn)品的參數(shù)配置都精準(zhǔn)匹配目標(biāo)場景:

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? 武當(dāng)C1236:國內(nèi)首顆單芯片實現(xiàn)NOA行泊一體方案,集成高性能ISP(每秒處理2.4G像素),支持12路高清攝像頭接入,滿足高速NOA與入門級城區(qū)NOA的感知需求;以高性價比助力L2+輔助駕駛普及;

? 武當(dāng)C1296:面向跨域計算架構(gòu),支持DSI、eDP、LVDS等多種顯示接口,最多可驅(qū)動5個顯示屏;支持4K@60fps視頻編解碼(H264/H265/VP8/VP9/JPEG);滿足多屏聯(lián)動與沉浸式娛樂需求;音頻系統(tǒng)集成HIFI5 DSP,支持7.1聲道輸出,可實現(xiàn)座艙語音交互與環(huán)繞聲體驗;內(nèi)置萬兆級網(wǎng)關(guān)交換模塊,支持2x 10GbE+2x 2.5GbE以太網(wǎng)接口,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)容量達(dá)40Gbps,作為智能輔助駕駛、座艙、MCU多域之間的數(shù)據(jù)高速交換通道,全面支持艙駕一體、CMS電子后視鏡、整車數(shù)據(jù)交換等復(fù)雜應(yīng)用場景。

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該策略支持車企基于不同車型定位靈活選型,實現(xiàn)從10萬元級主流車型到30萬元以上旗艦車型的平臺化部署,顯著降低研發(fā)與制造成本。

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4. 全棧生態(tài)支撐:加速量產(chǎn)落地

技術(shù)領(lǐng)先之外,生態(tài)成熟度決定落地速度。武當(dāng)C1200家族堅持“硬件開放 + 軟件協(xié)同”理念,構(gòu)建起完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài):

? 多系統(tǒng)兼容:支持QNX、Linux、Android等主流操作系統(tǒng),通過硬隔離與Hypervisor相結(jié)合的實現(xiàn)方式,兼顧實時性與交互體驗。斑馬智行已在C1296上部署B(yǎng)anma Hypervisor,實現(xiàn)輔助駕駛、座艙與整車數(shù)據(jù)的無縫協(xié)同;

? 工具鏈完備:提供自研的山海?開發(fā)工具鏈,包含全面的開發(fā)包及算法開發(fā)所需的軟件工具,滿足模型量化、優(yōu)化、編譯、仿真、部署、調(diào)試等各個開發(fā)環(huán)節(jié)的需要,并納入深度學(xué)習(xí)參考模型庫轉(zhuǎn)換用例,支持Transformer、BEV等主流輔助駕駛模型的快速遷移部署,大幅降低算法開發(fā)門檻,幫助客戶進(jìn)行靈活的模型遷移、部署和整合;

? 生態(tài)協(xié)同深化:已完成與普華基礎(chǔ)軟件AUTOSAR CP/AP系統(tǒng)的適配,成為首個支持本土AUTOSAR體系的跨域芯片;聯(lián)合均聯(lián)智及推出CoreFusion艙駕一體軟件平臺,為開發(fā)者提供高效的操作系統(tǒng)級軟件底座,簡化在軟件研發(fā)過程中的開發(fā)流程,為艙駕研發(fā)的開發(fā)者提供全新的體驗。

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開放的生態(tài)讓開發(fā)者可通過標(biāo)準(zhǔn)化API調(diào)用算力資源,借助可視化工具完成多域應(yīng)用開發(fā),并通過OTA持續(xù)迭代功能。武當(dāng)C1200家族由此從“一顆芯片”進(jìn)化為“跨域計算解決方案平臺”。

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四、價值重構(gòu):從技術(shù)突破到產(chǎn)業(yè)賦能

中央計算的終極目標(biāo),是推動汽車產(chǎn)業(yè)從“硬件定義”向“軟件定義”轉(zhuǎn)型。武當(dāng)C1200家族正通過與產(chǎn)業(yè)鏈伙伴的深度協(xié)作,在量產(chǎn)實踐中釋放巨大價值。

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? 在整車廠端:黑芝麻智能與國內(nèi)車企達(dá)成戰(zhàn)略合作,基于C1200家族打造新一代智能車控平臺,涵蓋輔助駕駛、整車數(shù)據(jù)交換與控制功能,釋放武當(dāng)C1200 家族的潛能,從而令消費者以極具性價比的方式擁有主流智能汽車體驗;

? 在Tier1與軟件服務(wù)商端:安波??缬蛴蚩禺a(chǎn)品、均聯(lián)智及CoreFusion平臺、斑馬智行Hypervisor方案均已進(jìn)入量產(chǎn)驗證階段。

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這些實踐印證了一個趨勢:中央計算不是簡單的功能和算力堆砌,而是通過架構(gòu)創(chuàng)新實現(xiàn)“功能整合—成本優(yōu)化—體驗躍升”的正向循環(huán)。武當(dāng)C1200家族的推出,顯著降低了中央計算的量產(chǎn)門檻,加速其從高端車型向大眾市場滲透。

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五、結(jié)語:定義中央計算的中國標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)汽車電子電氣架構(gòu)邁入中央計算時代,芯片已成為定義整車架構(gòu)形態(tài)的核心引擎。武當(dāng)C1200家族以“跨域融合”為核心理念,通過7nm異構(gòu)算力池、ASIL-D與EVITA Full級雙擎安全底座、片內(nèi)低延遲數(shù)據(jù)交換以及場景化的產(chǎn)品定義,不僅破解了中央計算落地的關(guān)鍵技術(shù)難題,更是將軟件定義汽車?yán)砟钷D(zhuǎn)化為可量產(chǎn)的硬件平臺。

從分布式到集中式,再到中央計算,這不僅是技術(shù)路線的演進(jìn),更是汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈的重構(gòu)。中央計算的終局,不是功能與算力的無限堆砌,而是通過架構(gòu)創(chuàng)新讓每一TOPS、每一瓦特、每一納秒都為整車體驗服務(wù),武當(dāng)C1200家族,正走在這條正確的道路上。