福特在2020年推出新一代车机系统SYNC4。第一个搭载SYNC4的是福特的纯电版野马MUSTANG MACH-E。

福特sync33.4系统有哪些功能?福特新一代车机系统SYNC4拆解(1)

福特纯电版野马座舱,采用10.2英寸仪表,15.5英寸竖屏。和特斯拉Model 3类似,大屏也是划分为两部分,分辨率可能也是1920*1200。

未来福特绝大部分车型都会搭载SYNC4系统,极少数低端车使用三星苏州哈曼的CTR系统。SYNC4有三个尺寸,分别是8、12和15.5英寸,其中12和15.5英寸将会采用竖屏。

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2021版福特畅销车型F-150标配搭载SYNC4的8英寸横屏,可选装12英寸竖屏,仪表则为12.4英寸全液晶仪表,液晶仪表由伟世通提供。

SYNC 4系统首次实现车机与智能手机的无线互联,支持苹果 CarPlay和Android Auto。通过SYNC AppLink功能,Waze、Ford Alexa等应用也可以与车机无线连接,并且可以直接在智能手机上对各种车辆功能(如灯光、空调、收音机等)进行控制。结合车内的手机无线充电板,让你彻底摆脱凌乱的数据连接线。

SYNC 4将标配云平台连接功能,云端大数据将与SYNC 4的计算能力结合。通过与云端数据连接,导航功能可以实时更新当前路况;同时,基于云的语音处理功能将使SYNC 4更加智能地理解语音语义,结合大数据为驾驶者提供合理建议。同时SYNC 4还保留本地数据处理能力,即使在信号较差的偏远地区,依然可以保障流畅智能的使用体验。此外,SYNC 4能不断学习驾驶者的偏好,并基于使用习惯来提供建议。

SYNC 4首次搭载了全新的数字车主手册,支持直接搜索数据库,消费者无需翻阅数十页内容,就可以更加容易地查找到车辆功能的详细信息。还可以通过附带的视频学习相关功能,更好更迅速地了解产品特性。SYNC 4搭载的车内音频娱乐平台SiriusXM with 360L将为驾驶者提供丰富的娱乐资源。SYNC4也支持OTA。

为降低成本,也为了更好优化软件,SYNC4由福特内部完成设计,交给代工大厂伟创力制造,这和国内吉利有些类似,在内部完成设计。SYNC4分G和GL两个版本,GL版本略低。2018年设计,2019年9月基本完成。而上一代SYNC3主要是日本松下和歌乐(已被佛吉亚收购)生产的。顺便提一下,福特的T-Box或者说TCU也开始自己内部完成设计,生产交给伟世通。

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SYNC4体积相对其他车机系统要小得多。

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车机最大厚度为33.95毫米,最小厚度仅23.1毫米,有些车机如下一代雷克萨斯(瑞萨H3系统)和本田(高通820A系统)厚度都近100毫米。

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SYNC4的爆炸图

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1为铝合金外壳,使用最常见的A380铸造铝合金。2为WIFI天线罩,3为蓝牙天线罩,都采用沙特SABIC提供的LEXAN,实际就是聚碳酸酯。4为PCB板,5为后壳,采用SAE J403低碳钢。6为11个钢锌合金螺丝。7/8/9都是认证标签。

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SYNC4连接很简洁,一个HSD显示屏,一个以太网,一个USB,一个CAN与供电主接口,还有一个视频输入在图上没有标示出来。还留了一个视频输出接口的位置。

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电路板正面如上图,视频I/O方面预留了一定的空间。

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电路板背面如上图

SYNC4是福特与NXP联合设计,使用了NXP全套芯片,主芯片为i.mx8QM,电源管理为PF8100,以太网交换机为SJA1105,这是一个5口的AVB/TSN以太网交换机。以太网物理层为TJA1102S。MCU是NXP的MPC5748G,具备ASIL-D级安全。

存储方面,可能使用了美光的4GB DRAM和三星的32GB EMMC。音频部分独立,由伟世通完成,称之为AHB,并不在车机内,而是在车尾箱内,负责AM/FM/DAB收音,同时接收SiriusXM 的网络收音,还可以为电动车制造引擎模拟音频,AHB通过以太网与车机相连,音频功率放大也在AHB内。

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图中的SilverBox加AVB网关就是AHB。标配是4通道音频, Mercury是NXP的收音与音频处理部分,包含了FM/DAB/HD,有多标准软件定义无线电和收音调谐。BAP3为NXP的D类音频功率放大,可扩展为10路音频放大。

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i.MX8QM采用硬件分区设计,可以一机双屏,不采用昂贵且复杂的软件虚拟机技术,同时带动中控和仪表。

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Hardware Partition 中文叫硬件分区或者硬件隔离。基于 NXP i.MX8QM 的 Hardware Partition 功能将 Resource, Memory, Pad 等硬件资源通过硬件分区的方式进行划分和管理。硬件资源的所属分区拥有对该资源的访问和管理权限,其他分区不能对该资源进行操作。通过 Hardware Partition 功能强化了 i.MX8QM 对硬件资源的管理,通过硬件分区的方式对资源进行管理,简化了资源从属和管理问题,方便了软件开发。

基于 NXP i.MX8QM 的Hardware 功能可用于双系统的开发。i.MX8QM 是一款多核芯片,包括了 4x A53, 2x A72, 2x M4 等核心,通过创建两个系统的硬件分区,将不同的硬件资源划分到这两个分区,并分别将 A53 和 A72 core 划分到这两个系统分区,最终可实现两个分区上的 CPU 分别独立运行一套操作系统。NXP i.MX8QM 芯片多用于汽车产业,通过其 Hardware Partition 功能实现的双系统( A53 运行 Linux ,A72 运行 Android )可用于仪表和中控娱乐系统。

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SCU 子系统在 i.MX8 以及i.MX8X系列起着中央控制功能的角色,此子系统主要由一个内含 256 KB TCM 的 Cortex-M4 所组成,另外还包含一些专属周边以及对外沟通的外设。这个 M4 并不开放让一般 User 使用,只提供给平台做系统内部的控制使用,所以子系统内的各种资源都不能被其他核心使用。

硬件分区具有以下特征,所有分区:

资源代表 SOC 中的 IP 块。它们可以是主机,外围设备或两者。资源始终拥有一个(只有一个)分区。资源的访问控制包括两个主要机制:

默认情况下,只有同一个分区中的主机能访问同一分区中的外围设备。资源可以由所有者分配或移动到另一个分区(分配者分区将不再拥有这个资源)。主资源可以设置安全性,特权, SMMU 绕过和 streamID (SID)。外围资源可以设置访问权限。仅当拥有主资源的分区安全时,才能设置主资源的安全状态。

目前SYNC4应该还没有采用这种硬件分区的方法,不过从电路板预留的空位和接线端子预留的空位看,未来SYNC4有可能采用这种方法,硬件分区能够大幅度降低成本,软件开发难度也比虚拟机要低得多,缺点是资源的利用效率有点低,两个A72可能不够用。

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