汽車的智能化，也在有力拉動智能座艙市場,。偉世通的研究數(shù)據(jù)顯示,，2018年全球智能座艙主要產(chǎn)品的市場規(guī)模約為329億美元,，預(yù)計到2022年將達到461億美元，年復(fù)合增長率約為8.8%,。究其原因,，汽車再“智能”，也是要為坐在車里的駕乘用戶服務(wù)的,，而智能駕艙正是連接汽車和座艙用戶的“界面”,，它的用戶體驗越好，消費者掏錢買車才會越痛快,。

　　因此,，近年來在智能座艙相關(guān)的功能中，人們對于汽車人機交互界面（HMI）技術(shù)的關(guān)注度也最高,。最通俗的理解,，汽車HMI就是要在用戶和車輛之間建立起一個有效溝通的橋梁，使得兩者之間能夠無障礙地“對話”,，它的作用可以概括為兩方面：一方面,，用戶發(fā)出的指令，要能讓車輛“聽”得見,，“聽”得懂,；另一方面，車輛也要能夠通過HMI將車況和環(huán)境信息及時準確地傳達給用戶,，使其能夠快速作出正確的決策,。

　　汽車HMI的進化之路

　　汽車HMI的進化，也伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,，經(jīng)歷了一個漫長的過程。最初,，HMI的方式是純“機械式”的：駕駛者通過油門,、剎車、方向盤等輸出操控“指令”,，直接經(jīng)由機械方式傳達給車輛,；而汽車的車速、油耗,、行駛里程等信息也是通過機械儀表展現(xiàn)在駕駛者的眼前,。

　　這種比較沉悶的人車“對話”方式隨著汽車電子化的發(fā)展，逐漸改變了,。這時用戶可以通過座艙內(nèi)的按鍵和旋鈕去控制越來越多的車身功能,，后來由此發(fā)展而來的線控系統(tǒng)更是接管了核心的動力系統(tǒng)的控制，也就是說，人對車“發(fā)號施令”的方式變了,。與此同時,，車載信息通信系統(tǒng)的加入，也將液晶屏引入到了座艙內(nèi),，車向人傳遞信息的方式也變得更直觀和酷炫,。

　　再后來隨著觸控屏的使用，通過一塊屏幕既可以接收車輛的信息,，又能夠發(fā)布操控指令,，這就使得汽車HMI又上了一個臺階。這方面一個最具代表性例子就要算是特斯拉的Model 3了,，在它的座艙中一個15英寸的觸控屏取代了傳統(tǒng)座艙中的儀表盤和中控,，幾乎取消了所有實體按鈕。在此之后,，大屏幾乎成了駕艙是否“智能”的一個標志,，其他競爭者也是亦步亦趨，快速跟進,。

　　但實際上,，隨著汽車智能化定義的外延不斷擴展、內(nèi)涵不斷豐富,，汽車HMI的發(fā)展肯定不會停留在“一塊大屏幕”上,，因此尋找后續(xù)的技術(shù)和市場發(fā)力點也就成了目前汽車電子領(lǐng)域的一個重要課題。

　　歸納起來,，未來汽車HMI中主要有以下幾條競爭賽道,。

　　1、多屏顯示

　　如果將所用信息交互集中在一塊大屏幕中,，很可能造成不同功能之間切換難的問題,，而且屏幕太大也不容易在空間有限的座艙中安置，因此“一車多屏,、多屏聯(lián)動”也就成了一個設(shè)計趨勢,。中控顯示、數(shù)字儀表盤,、副駕或后排娛樂屏,、智能后視鏡等不同屏幕，可以根據(jù)用戶使用場景的不同按需配置,。根據(jù)Strategy Analytics的預(yù)測,，未來在一些高檔汽車中，顯示屏的數(shù)量會超過10塊,。

　　2,、HUD抬頭顯示

　　這種起源于戰(zhàn)斗機HMI的信息交互方式,，可以通過AR技術(shù)，將關(guān)鍵的車輛駕駛信息以圖像化的方式投射到前檔玻璃上,，并與實際的道路和環(huán)境融合在一起,，讓駕駛員無需轉(zhuǎn)移視線就能夠?qū)囕v狀況一目了然，并根據(jù)車況,、地理,、安全等方面的信息操控車輛。雖然這一技術(shù)目前還不算成熟,，但是近年來市場滲透一直在加速,。

　　3、語音識別

　　這可能是人們認為最“自然”的一種與車輛“對話”的方式,，無需動手,，只需動口，就能讓車輛聽你的指揮,，這就避免了占用駕駛員寶貴的視覺“信道”,，使其注意力不會分散，行車更安全,。隨著語音識別在消費級應(yīng)用中的打磨和成熟,，其成為越來越多車型的標配應(yīng)該指日可待。

　　4,、手勢識別

　　這是和語音識別一起被認為是下一代自然HMI的焦點技術(shù),，在智能座艙應(yīng)用場景多元化的趨勢下，也會具有自己的一席之地,?；谠摷夹g(shù)，用戶通過滑動,、旋轉(zhuǎn)等手勢,，就能直接操控車輛中的特定功能，其在很多場景下可作為語音控制方案的一個補充,，在可行性,、相應(yīng)速度、成本效益方面也具有明顯的優(yōu)勢,。

　　可以看出,，汽車HMI正朝向更直觀,、更自然,、多元化的方向發(fā)展。上述這些新興的汽車HMI技術(shù)的應(yīng)用,，也勢必會催生新型的電子元器件和組件,，這對于傳感器,、數(shù)據(jù)處理、觸控和顯示,，以及電源和模擬在內(nèi)的元器件產(chǎn)品,，都是一次機遇。

　　當然,，這些新型的元器件想要“上車”,，也并不容易，它們不僅要在性能和功能上滿足新一代汽車HMI功能上的訴求,，還要能夠在質(zhì)量和可靠性上符合嚴苛的車規(guī),，再有在小型化和成本方面也要有競爭力……想要達到上述這些要求，就需要相當?shù)募夹g(shù)底蘊和實力了,。

　　今天我們就為大家推薦兩款Maxim Integrated針對下一代汽車HMI而開發(fā)的器件,，相信你看完對它們的介紹，在做下一個Design-In時,，BOM中也會多一些“料”,。

　　高集成、高可靠屏幕背光驅(qū)動方案

　　上文提到,，顯示單元的大屏化和多屏化是汽車HMI的一個重要趨勢,，而為了滿足日益復(fù)雜的系統(tǒng)要求，高精度,、高可靠,、高靈活度和小型化的電源方案必不可少。MAX20444B就是按照這樣的標準而設(shè)計的器件,，它是一款適用于汽車顯示屏的4通道背光照明驅(qū)動器,，帶有升壓控制器，每路支持高達130mA LED吸電流,。內(nèi)部電流模式開關(guān)DC-DC控制器支持boost或SEPIC拓撲,，工作在400kHz至2.2MHz頻率范圍。

　　圖1：MAX20444B四通道背光驅(qū)動器IC

　?。▓D源：Maxim Integrated）

　　其突出的性能優(yōu)勢包括：

　　高度集成：完整的4通道解決方案,，集成升壓控制器、I2C控制,，可最大限度地減少元件數(shù)量,。

　　高度可靠、低EMI：工作在400kHz至2.2MHz頻率范圍,，集成擴頻振蕩器有助于降低EMI,，帶有FSEN引腳的失效保護工作模式。

　　支持多種調(diào)光方式：具有I2C控制的PWM調(diào)光和混合調(diào)光,，PWM最小脈寬均為500ns,，可采用燈串相移調(diào)光,，以降低EMI。

　　寬電壓工作范圍：4.5V至36V寬輸入電壓,，啟動后工作電源電壓低至4V,，支持高達52V的拋負載。

　　完備的診斷功能：包括LED開路/短路檢測和保護,、升壓輸出的欠壓和過壓,、升壓測量、LED電流測量,、熱關(guān)斷,。

　　低功耗：自適應(yīng)輸出電壓控制方式，可最大程度降低LED電流驅(qū)動通路的功耗,。

　　小型化：外形緊湊（4mm x 4mm）,， 24引腳，采用TQFN或SWTQFN封裝,。

　　低成本,、小型化汽車手勢識別方案

　　在支持汽車手勢識別方面，Maxim Integrated推出了一款汽車級的手勢傳感器MAX25205,。該傳感器利用集成的6x10像素光傳感器陣列,，檢測受控IR-LED光源的反射光，實現(xiàn)接近檢測和手勢識別,，即使在明亮的環(huán)境光條件下,，也不受影響。通過與低功耗,、低成本MCU配套使用,，可以探測到滑動、旋轉(zhuǎn)和接近等手勢,，以替代傳統(tǒng)的電子旋鈕和觸摸屏控制方式,，控制車載信息娛樂、電話,、側(cè)后視鏡,、空調(diào)、天窗和車內(nèi)照明等系統(tǒng),。

　　與基于飛行時間（ToF）攝像頭的手勢識別方案相比,，基于MAX25205的紅外傳感方案成本更低、尺寸更小——成本比市場上其他產(chǎn)品低10倍,，而體積則小了75%,。這無疑極具競爭力。

　　圖2：基于MAX25205的汽車手勢識別方案

　　（圖源：Maxim Integrated）

　　MAX25205的性能優(yōu)勢總結(jié)如下：

　　功能全：可以實現(xiàn)9種手勢,，包括滑動（上下左右）、手指和手掌旋轉(zhuǎn)（順時針和逆時針）,、接近等,，與采用復(fù)雜微處理器的三芯片方案相比，延遲性更低,。

　　成本低：成本顯著低于ToF攝像頭方案,，無需復(fù)雜的軟件開發(fā)和維護過程。

　　尺寸?。涸?mm x 4mm的封裝內(nèi),，集成了6x10光電二極管陣列、LED驅(qū)動器和內(nèi)置LDO,，整體尺寸明顯小于ToF攝像頭方案,；同時還集成了400kHz I2C和6MHz SPI串行接口，可與低成本,、低功耗的MCU連接形成小型化的系統(tǒng)方案,。

　　可靠性高：符合AEC-Q100車規(guī)標準，工作溫度范圍-40°C至+85°C,，濕度敏感等級MSL1,。

　　功耗低：工作電流1mA（3.3V時）。

　　圖3：基于MAX25205的汽車手勢識別方案具有低成本,、小尺寸的優(yōu)勢（圖源：Maxim Integrated）

　　總之,，汽車智能座艙的發(fā)展，為相關(guān)電子元器件創(chuàng)造了新的市場機遇,。想要將智能座艙的設(shè)計做成一份讓用戶交口稱贊的“美味大餐”,，一定需要在BOM中加一些不同以往的新“料”。Maxim Integrated的MAX20444B和MAX25205就是這樣的兩顆料,，想要嘗鮮,，就來貿(mào)澤電子的網(wǎng)站上獲取更多的技術(shù)資訊吧！