首页 > 汽车技术 > 正文

高通V2X开发平台构成与成本分析

2020-10-26 10:56:43·  来源:佐思汽车研究  
 
高通目前有三套平台,一套以MDM 9150芯片组为核心,主要针对R14标准,以非网络的直接连接应用为主。第二套以MDM9250芯片组为核心,主要针对R15标准,以网络连接
高通目前有三套平台,一套以MDM 9150芯片组为核心,主要针对R14标准,以非网络的直接连接应用为主。第二套以MDM9250芯片组为核心,主要针对R15标准,以网络连接,提高交通效率应用为主。奔驰与宝马的下一代TCU已确定使用MDM9250。
 
第三套以SA2150P芯片组为核心,主要针对R16标准,从4G推进到5G NR领域,移远通信已经有基于SA2150P的产品。和前两代不同,SA2150P是应用处理器,专为V2X应用开发的处理器。此外高通还有针对5G的SA415/SA515M平台可选外挂V2X功能,SA151M核心就是骁龙X50 Modem,高通骁龙X50是单模的5G基带芯片,需要与4G LTE基带搭配使用,且骁龙X50设计之初就是为了28GHz频段上运行,更属意于高频毫米波(mmWave)方案,因此实际上在Sub-6GHz下的表现可能不尽人意。当然高通目前最新的有X55 Modem。
 
上图为5GAA联盟的CTO在2020年10月对V2X量产应用时间线做的一个预测。高通的三代产品将可能会长期共存。目前还有频谱分配的问题没解决。在2020年10月5GAA联盟的白皮书里呼吁美国政府应该给予C-V2X足够的频谱带宽。
5GAA认为基础安全的ITS应用如5.9GHz下的V2V和V2I应用需要10-20MHz的带宽。先进ITS应用如5.9GHz下的V2I/P需要40MHz以上带宽,C-V2X里的V2N通讯,低于1GHz的低波段(乡村环境)Service-agnostic需要至少50MHz带宽,1-7GHz的中波段(城市环境)需要至少500MHz的带宽。
   
目前主要还是高通的二代产品。V2X目前频带主要为B46D和B47,B46D是全球标准,即5725MHz-5825MHz,B47是针对日本的,即5850-5925MHz。
 
高通C-V2X平台架构
 
高通第二代C-V2X开发平台框架图
 
上表为主要集成电路,价格仅供参考
高通第二代C-V2X开发平台主要部件包括MDM9250芯片组,其中有MDM9250 SoC,PMD9655电源管理,WTR5975收发器,LPDDR与NAND的MCP封装存储器为美光的MT29RZ4B2DZZHHWD,256MB的LPDDR2,512MB的NAND。还有5.9GHz的RFEE,即射频前端,包括功率放大器、天线开关、低噪音放大器和滤波器。应用处理器是高通的APQ8096AU,即车载版骁龙820,还有PM8996AU电源管理,三星的4GB LPDDR4,K4F6E3D4HB。2.4GHz,802.11n,WiFi与蓝牙4.2模块QCA6574AU。东芝的TC9560XBG是汽车级PCIe转以太网界面IC,支持单通道2代PCIe,支持EAVB协议,包括IEEE802.1AS、IEEE802.1Qav,拥有RGNII/RMII/MII的MAC。包括Cortex M3。
高通C-V2X开发平台包含NXP MPC5746(达到ASIL-D级)和NXP K61。K61是一个支持IEEE1588以太网界面和USB OTG的MCU。K61把轮速传感器传来的USB信号转变为SPI输出给MDM9250。IMU采用博世的BMI160,这是一个16比特3轴重力加速度计和3轴陀螺仪的IMU,不过博世现在推荐BMI270取代BMI160。
V2X采用HSM硬件加密,可以选择NXP的SFX1800或英飞凌的SLi97。SFX1800是特别为V2X开发的。
上图为NXP的V2X架构图,不过这是针对DSRC的,但在C-V2X中也可以用SFX1800,SFX1800采用ARM SC300核心,内含2MB的Flash。SFX1800采用NXP的Java Card OperatingSystem (JCOP) 操作系统,密码保护支持IEEE1609.2和ETSI TS 103 97密码学标准。
Sli97主要为eCall和V2X开发的,其中Sli97CSI专为V2X设计,拥有1MB Flash,界面为SO7816,支持I2C和SPI接口。
 
 
上图为高通SA2150P的内部框架图,采用低成本的4核A53设计,也去掉了高成本的GPU,用ARM NEON的SIMD设计来应对并行计算,成本比APQ8096AU要低至少一半。高通C-V2X开发平台主要集成电路大约200美元,将来APQ8096AU会被SA2150P取代,价格估计会降低20-25美元。
 
天线方面采用两个4芯FAKRA,分别针对WLAN和C-V2X,还有一个针对GPS的FAKRA接口。此外如果考虑欧洲标准,还要考虑eCall,还要增加A2B数字音频,高通开发平台使用ADI的AD2410WCCSZ,还有音频CODEC,使用德州仪器的TLV320AIC3104IRHBT。需要增加20脚音频与麦克风连接器,还有一个包含CAN、OABR物理层和12V供电的20脚连接器。当然还得有电池。
 
上图为协议栈架构,实际Facilities就是智能交通ITS的协议栈
 
上图为V2X协议栈。上层协议栈或者说ITS协议栈,欧美起步都很早,这主要是欧美从1999年就开始构思了利用无线通讯打造ITS系统的构思并付诸实施。欧洲电信标准协会即ETSI从2008年就开始着手制定ITS协议栈标准,目前已经基本制定完成。不过是基于DSRC的,但转移到C-V2X的速度很快,毕竟只是通讯方式的不同。
2020年1月,ETSI释放了ETSI EN 303 613接入层标准,将来还有ETSI TR 101 607标准。美国方面,比欧洲稍晚,大约在2010年开始制定以DSRC为通讯方式的标准,即SAE J3161。2019年则有针对C-V2X的J2945标准。
 
DSRC与C-V2X协议栈的对比,上层差别甚微。
 
高通在第二代MDM9250开发平台上提供基于SAE和ETSI标准的ITS协议栈。同时也支持第三方ITS协议栈。对SAE来说,关键的ITS信息包括BSM(Basic Safety Message,即SAE J2735),Emergency Vehiclealert (EVA) ,Signal Phase and Timing (SPaT),Map Data(MAP),TravelerInformation Message (TIM)。对ETSI来说,关键信息包括DecentralizedEnvironmental Notification Message (DENM) , Cooperative AwarenessMessage (CAM),Signal Phase and Timing (SPaT),LDM(本地动态地图)。
 
中国目前已经基本完成的标准如上表,主导力量是CCSA,即中国通信标准化协会,其余还有C-ITS中国智能交通产业联盟,中国汽车工程协会C-SAE,国家汽车标准化委员会NTCAS,车载信息服务产业应用联盟TIAA。
还需要制订的标准如下表所列。
 
 
 
 
分享到:
 
反对 0 举报 0 收藏 0 评论 0
沪ICP备11026620号