周彦武
特斯拉在上个月正式交付Model S(图片|配置|询价) Plaid,售价119990美元。未来将会有低价版的Model S,起售价79990美元。
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今天我们主要分析其无线部件供应链。

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上表的前四行都是有关车钥匙的,设计很简单,核心芯片就是一个德州仪器的蓝牙芯片。TPMS也是如此,是2015年就开始使用了。Homelink是镜泰(Gentex)专为拥有车库的车主设计的,接收器安装在车库内,车即将到达车库时,车库门自动打开。需要用车时,车库门可以遥控启动。不过在中国,车位都是奢侈品,带车库的更是稀有。
传言说特斯拉采用纯视觉,取消了毫米波雷达,但至少特斯拉2021年2月发布的Model S说明书里没有这么说,毫米波雷达仍在,并且仍是Autopilot的一部分。

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上图中的6就代表毫米波雷达,和Model 3一样,还是大陆汽车下属的ASC的ARS-4B,这是2014年初的产品了,性价比很高,特斯拉一直在用。性能是差了点,最远有效距离为170米,同期推出的还有ARS-4A,有效距离可达250米,不过价格要高一点,大部分厂家都选择ARS-4A。和ARS-4A一个级别的还有博世LRR4,有效距离也是250米。但国内绝大部分还是用博世的MRR evo14,最远有效距离160米。博世在国内几乎垄断前向毫米波雷达市场,也很少把LRR4向中国区销售,或许是成本因素。

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顺便说下,在最新的Model S说明书的最后特别声明,在上述情况下不能提供自动转向,包括车道线模糊、车道线消失、窄路或急弯特别是发夹弯,视线不佳,特别高温或低温,被高亮度光源如车灯或阳光照射,不过特斯拉车主从不看说明书,默认特斯拉已经达到了L5级自动驾驶。

IWR6843框架图,连天线也包括了。图片来源:互联网
除了前向毫米波雷达,车内还多了一个毫米波雷达,这是一个比较特殊的60GHz-64GHz的毫米波雷达。这个雷达用途未知,其主芯片是德州仪器的IWR6843AOP,德州仪器推荐有三个类型的应用,首先是车内人员存在监测Occupant Detection Sensor,即探测车内还有没有人员存在,有时在高温下会发生将小孩或婴儿遗忘在车内,导致小孩或婴儿有生命危险的情景。第二种应用是驾驶者生命体征监测Driver Vital Monitoring,即监测驾驶员的心跳脉搏。第三种就是手势识别,一般用在车机上。特斯拉车主主要是码农、证券从业人员和地产经纪人,特斯拉通常是他们单身或没有小孩时第一辆车,第一种应用使用的概率极低。第三种也不大可能,特斯拉的车机不具备手势控制能力。因此就是第二种应用,脉搏心跳可以反映驾驶员是否专心开车,心跳速率减缓就是精神不集中,开始有点瞌睡了。

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驾驶员生命体征监测器通常只有两个指标,一个是心跳频率,一个是呼吸频率,德州仪器推荐放在座椅内,也可以置于中控大屏或后视镜处,那样精度会比较低。能够绘制出完整的频率变化图,如果心跳和呼吸频率都明显下降,那很有可能是睡着了,必须提醒驾驶者,同时自动退出Autopilot。如果心跳频率突然超过每分钟90次,就是心动过速。超过120次,可能有心源性疾病发作,也需要提醒驾驶者同时自动退出Autopilot。

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每 50ms 为一帧,每次测量一组数据,通过慢时间积累 N 个帧的数据后,即可在感兴趣的距离点上获取到随时间变化的相位变化情况,这个相位变化情况反映了被测人的体表振幅变化(由生理活动中的呼吸及心跳产生)。

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得到体表振幅变化曲线后,选取合适的滑动窗口,德州仪器(TI)参考设计中使用 512 帧的数据进行估算,即是25.6s 的滑动窗口,对此相位信息进行相关滤波处理,对于呼吸及心跳的估算,分别使用两组不同截止频率的带通滤波器将呼吸及心跳的信号波形滤出,并使用 FFT 或峰计数等方法得到被测人的呼吸及心跳值。
德州仪器提供全套软件SDK,硬件也非常简单,天线都内置了,特斯拉也有能力自制,国内任何一家整车厂应该也有能力自制。
新ModelS的自动驾驶计算单元换芯,采用和博通联合开发的新一代FSD芯片,采用台积电7纳米工艺,但目前还没有相关资料流出,但有一点可以确定,使用了移远通信的AG525模块,AG525和AG520自动驾驶计算单元多了一项新功能,就是在中国大热的C-V2X,在美国则悄无声息。
特斯拉使用的模块型号为XMR2020AG525RGL-YZP-ATC5CPC001,即AG525。

移远汽车通讯模块路线图。图片来源:互联网
图上并未有AG525,实际AG525就是AG520的北美版。AG525之上还有AG550,5G+C-V2X。AG525还是4G,最高到Cat-16。

移远AG525模块外观,此为工程样品。图片来源:互联网

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AG525模块拆解,高通SA415M为主芯片,其余还有高通RF360的RF前端芯片。高通SA415M芯片上方还有一片美光的芯片,型号为JZ080,实际就是MT29GZ5A5BPGGA-53IT,价格大约16美元,这是一片MCP内存芯片,内含512Mx8 Flash + 128Mx32 LPDDR4 SDRAM 1866MHz,1.8伏,149-Pin WFBGA封装。

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AG520应用框架图。SA415M本来是高通针对入门级平板电脑或手持产品设计的,内含8核A53@1.4GHz,Adreno 405 GPU,蓝牙、WLAN、GPS,X5LTE Modem。AG525是针对Rel-14版C-V2X设计的,Rel-14是2017年6月通过的标准,并无太多实际应用。如果只是做T-Box,那么完全可以用纯Modem的高通MDM9628,更无需美光的大容量Flash,显然是针对C-V2X设计的,但目前看不出来能有什么典型应用,只能特斯拉车与车之间通讯,或许是为将来布局。
接下来会拆解Model S Plaid那强大无比的车机,敬请期待。
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