芯耀
212
隨著汽車智能化浪潮的推進(jìn)，車內(nèi)氛圍燈已從簡單的裝飾功能升級(jí)為智能座艙體驗(yàn)的核心要素。消費(fèi)者對(duì)座艙的交互性、個(gè)性化和情感化需求日益增長，推動(dòng)照明系統(tǒng)向動(dòng)態(tài)化、高集成化方向革新。據(jù)QYResearch報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)2030年全球汽車氛圍燈市場規(guī)模將達(dá)到46.16億美元，單車LED的數(shù)量可達(dá)上百甚至上千顆。由此可見，在硬件配置趨同的競爭困局下，內(nèi)飾材質(zhì)與車機(jī)系統(tǒng)的差異化空間持續(xù)收窄，而具備情感喚醒能力的氛圍燈光系統(tǒng)已經(jīng)成為品牌競爭的新賽道。
為搶占這一制高點(diǎn)，各車廠紛紛在車內(nèi)安裝LED燈帶，并配備多種色彩模式，讓消費(fèi)者能夠根據(jù)個(gè)人駕駛風(fēng)格和場景需求輕松切換不同的燈光效果。如極氪備受歡迎的007車型配備了Ice Block冰晶氛圍燈，全車內(nèi)部共有14處氛圍燈，每個(gè)燈都擁有176顆LED發(fā)光單元，這種高度集成化的燈光系統(tǒng)為用戶帶來了極具沉浸感的視覺體驗(yàn)，也標(biāo)志著汽車氛圍燈系統(tǒng)正式從“功能照明”向“情感價(jià)值”躍遷。
以開放式OSP協(xié)議，突破汽車LED連接架構(gòu)
隨著汽車需要的LED數(shù)量持續(xù)增長，傳統(tǒng)氛圍燈的連接技術(shù)面臨線束復(fù)雜、成本較高以及傳輸速率和節(jié)點(diǎn)限制問題。為突破傳統(tǒng)連接架構(gòu)的困境，艾邁斯歐司朗推出自研OSP（Open System Protocol）開放協(xié)議。此協(xié)議旨在改變汽車內(nèi)飾照明方式，革新汽車座艙照明理念。
圖1：一個(gè)典型的傳統(tǒng)氛圍燈驅(qū)動(dòng)和控制方式（圖片：艾邁斯歐司朗）
一般來說，傳統(tǒng)的氛圍燈系統(tǒng)通常由多個(gè)獨(dú)立的LED燈組成，這些燈組之間通過LIN總線進(jìn)行連接，而整體顯示效果則由一個(gè)主控單元（Master）進(jìn)行集中控制。在設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)LED燈組都需要一個(gè)MCU來控制其亮度和顏色。然而，隨著LED燈數(shù)量的不斷增加，系統(tǒng)所需的線束數(shù)量也隨之增加，這就會(huì)導(dǎo)致整體設(shè)計(jì)復(fù)雜且成本較為高昂。針對(duì)這一問題，OSP開放協(xié)議采用CAN-FD物理層連接技術(shù)，僅需兩根差分總線即可連接多達(dá)1,000顆LED，在簡化照明系統(tǒng)架構(gòu)的同時(shí)，極大減少元器件數(shù)量、降低布線復(fù)雜性。不僅為汽車照明設(shè)計(jì)提供了前所未有的靈活度與可擴(kuò)展性，也為企業(yè)降本增效增添了助力。
LIN總線在傳輸速度和節(jié)點(diǎn)數(shù)量上存在固有限制導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的燈光效果和復(fù)雜的圖案變化，照明效果較為單一。對(duì)此，艾邁斯歐司朗OSP協(xié)議的高帶寬特性，能夠顯著提升數(shù)據(jù)傳輸速度，保證燈光動(dòng)態(tài)效果的實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。
OSP的核心：從技術(shù)突破到生態(tài)協(xié)同
艾邁斯歐司朗OSP協(xié)議面向所有開發(fā)者，任何汽車、LED、照明系統(tǒng)或微控制器制造商均可無需授權(quán)、免費(fèi)使用。這一開放性設(shè)計(jì)增強(qiáng)了汽車制造商的供應(yīng)鏈彈性，使他們能夠在采購氛圍照明LED及其相關(guān)組件時(shí)，自由選擇供應(yīng)商，而無需擔(dān)心授權(quán)問題。同時(shí)，OSP協(xié)議分為基礎(chǔ)協(xié)議和設(shè)備專用應(yīng)用層，其中基礎(chǔ)協(xié)議涵蓋ISO/OSI基礎(chǔ)三層：即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，因此可確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氛圍燈的有效控制和管理。
圖2：OSP協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的連接方式（圖片：艾邁斯歐司朗）
OSP平臺(tái)包括智能RGB LED（RGBi模塊）、智能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器SAID，以及經(jīng)OSP轉(zhuǎn)換器等接入的各類傳感器等，不同的組件、設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作。這意味著，OSP生態(tài)將大幅提高車內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活度，任何OEM想要新增智能感知需求，都可以更容易、便捷地將傳感器接入到燈光系統(tǒng)中。
- OSIRE? E3731i：
作為全球首款基于OSP開放架構(gòu)的RGBi模塊，該產(chǎn)品內(nèi)置驅(qū)動(dòng)和控制IC，允許主控MCU通過OSP協(xié)議穩(wěn)定地與各LED模塊通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每一顆OSIRE? E3731i的狀態(tài)監(jiān)測與獨(dú)立控制。在設(shè)計(jì)時(shí)，僅需簡單的雙絞線連接與SPI接口，即可串聯(lián)多達(dá)1,000顆RGBi，并且由于每顆RGB LED芯片內(nèi)置了電流、電壓、色點(diǎn)、亮度等出廠校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，因此無需在線重新校準(zhǔn)即可確保全車范圍內(nèi)的一致色彩表現(xiàn)。
- 智能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器SAID：
作為一款獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器，SAID的外觀非常小巧，尺寸僅為0.85mm×3mm×3mm，其支持9路獨(dú)立PWM輸出，可驅(qū)動(dòng)3路RGB LED或9路單色LED，并且其中一路通道可以用作I2C總線橋接外部傳感器與執(zhí)行器。此外，SAID支持平行連接，具備防閃爍功能，因此可以實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定和高效的照明效果。借助SAID可將RGBi智能氛圍燈擴(kuò)展到人機(jī)交互的領(lǐng)域。例如，SAID可以與紅外接近傳感器、電容式傳感器等結(jié)合，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別、接近喚醒等功能。
在OSP生態(tài)中，RGBi模塊可以與SAID（獨(dú)立智能驅(qū)動(dòng)器）混用，實(shí)現(xiàn)更加豐富的功能和應(yīng)用。例如，通過SAID的I2C可以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器和傳感器，使得OSIRE? E3731i不僅能夠用于照明，還可以與傳感器等其他設(shè)備協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)更加智能化的交互體驗(yàn)。
圖3：符合OSP協(xié)議的節(jié)點(diǎn)可以在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中混合連接（圖片：艾邁斯歐司朗）
- OSP開放協(xié)議優(yōu)勢(shì)：
長距離傳輸：在汽車氛圍燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需實(shí)現(xiàn)多區(qū)域動(dòng)態(tài)光效的同步控制，并兼顧復(fù)雜內(nèi)飾結(jié)構(gòu)下的信號(hào)可靠性。OSP架構(gòu)通過CAN-FD物理層可以支持超過10米的數(shù)據(jù)傳輸，這對(duì)于汽車內(nèi)部復(fù)雜的布局來說至關(guān)重要。
窄板設(shè)計(jì)、可彎折：汽車內(nèi)飾中，氛圍燈需要嵌入狹小區(qū)域（如車門扶手、儀表盤縫隙），窄板設(shè)計(jì)可顯著減少PCB寬度，適配異形結(jié)構(gòu)。OSP可支持小于5mm的窄板設(shè)計(jì)和2.5D的彎折特性，這可在軟板或者薄膜上使用，為汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)提供更大的靈活性和自由度。
圖4：RGBi和SAID燈帶柔性基板（圖片：艾邁斯歐司朗）
作為照明與傳感創(chuàng)新的全球領(lǐng)導(dǎo)者，艾邁斯歐司朗憑借深厚的技術(shù)實(shí)力和創(chuàng)新能力，致力于推動(dòng)汽車照明技術(shù)的革新。此次推出的OSP協(xié)議秉持開放原則，鼓勵(lì)更多合作伙伴加入，以推動(dòng)汽車照明領(lǐng)域的創(chuàng)新和兼容性發(fā)展。
從照明到交互躍遷，光與傳感賦予智能座艙生態(tài)價(jià)值
作為智能汽車的另一大創(chuàng)新方向，智能座艙不僅需要提供舒適的駕乘環(huán)境，還需要具備高度智能化的交互功能，以滿足用戶對(duì)便捷性和安全性的需求。隨著智能座艙的發(fā)展，智能表面憑借簡潔的外觀和強(qiáng)大的交互功能，被逐漸應(yīng)用于汽車內(nèi)飾中。
在智能表面的設(shè)計(jì)中，艾邁斯歐司朗提供多種傳感與驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，包括先進(jìn)的dToF、紅外、環(huán)境光、電容、光壓式傳感器以及基于OSP協(xié)議的智能驅(qū)動(dòng)器和RGBi模塊，這些產(chǎn)品使得汽車可以通過接觸式的觸摸、壓力反饋，或是非接觸式的手勢(shì)/坐姿、懸空/接近/喚醒等檢測方式來精準(zhǔn)感知駕乘者的需求，使人車交互更智能。
圖5：艾邁斯歐司朗光與傳感賦予智能座艙生態(tài)價(jià)值（圖片：艾邁斯歐司朗）
值得一提的是，艾邁斯歐司朗電容式智能虛擬按鍵Virtual Button V3 Demo，該Demo僅用單顆AS8579，即可實(shí)現(xiàn)離手喚醒控制功能，感應(yīng)距離可達(dá)約5厘米，并且能夠同時(shí)支持觸摸按鍵和手勢(shì)控制等多種交互方式。此外，該方案直接利用PCB板作為電容感應(yīng)區(qū)，省去傳統(tǒng)透明電容膜的使用，能夠大幅降低設(shè)計(jì)成本并簡化設(shè)計(jì)需求。并且，燈和感應(yīng)區(qū)域位于同一位置，且均置于表皮下方，燈光和感應(yīng)信號(hào)能夠同時(shí)透過皮革傳遞。
汽車座艙的發(fā)展歷程，正是汽車從單一交通工具向智能化生活空間轉(zhuǎn)型的縮影。這個(gè)過程不僅需要主機(jī)廠與供應(yīng)商的技術(shù)突破，更需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。此次艾邁斯歐司朗研發(fā)的OSP開放協(xié)議，正是以開放的姿態(tài)打破傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的封閉架構(gòu)，為汽車座艙的智能化發(fā)展開辟了新的路徑。
同時(shí)，艾邁斯歐司朗的探索也證明，技術(shù)創(chuàng)新并非簡單的參數(shù)堆砌，而是讓冰冷的機(jī)械與人產(chǎn)生共鳴。當(dāng)燈光能讀懂情緒、響應(yīng)需求，汽車便不再只是移動(dòng)工具，而是真正融入生活的智能伙伴。
