汽車的智能化，也在有力拉動智能座艙市場。偉世通的研究數據顯示，2018年全球智能座艙主要產品的市場規模約為329億美元，預計到2022年將達到461億美元，年復合增長率約為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的功能中，人們對于汽車人機交互界面（HMI）技術的關注度也最高。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，也伴隨著汽車工業的發展，經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展，逐漸改變了。這時用戶可以通過座艙內的按鍵和旋鈕去控制越來越多的車身功能，后來由此發展而來的線控系統更是接管了核心的動力系統的控制，也就是說，人對車“發號施令”的方式變了。與此同時，車載信息通信系統的加入，也將液晶屏引入到了座艙內，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、內涵不斷豐富，汽車HMI的發展肯定不會停留在“一塊大屏幕”上，因此尋找后續的技術和市場發力點也就成了目前汽車電子領域的一個重要課題。

　　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、多屏聯動”也就成了一個設計趨勢。中控顯示、數字儀表盤、副駕或后排娛樂屏、智能后視鏡等不同屏幕，可以根據用戶使用場景的不同按需配置。根據Strategy Analytics的預測，未來在一些高檔汽車中，顯示屏的數量會超過10塊。

　　2、HUD抬頭顯示

　　這種起源于戰斗機HMI的信息交互方式，可以通過AR技術，將關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境融合在一起，讓駕駛員無需轉移視線就能夠對車輛狀況一目了然，并根據車況、地理、安全等方面的信息操控車輛。雖然這一技術目前還不算成熟，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用中的打磨和成熟，其成為越來越多車型的標配應該指日可待。

　　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，在智能座艙應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，用戶通過滑動、旋轉等手勢，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、相應速度、成本效益方面也具有明顯的優勢。

　　可以看出，汽車HMI正朝向更直觀、更自然、多元化的方向發展。上述這些新興的汽車HMI技術的應用，也勢必會催生新型的電子元器件和組件，這對于傳感器、數據處理、觸控和顯示，以及電源和模擬在內的元器件產品，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，還要能夠在質量和可靠性上符合嚴苛的車規，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，就需要相當的技術底蘊和實力了。

　　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，而為了滿足日益復雜的系統要求，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通道背光照明驅動器，帶有升壓控制器，每路支持高達130mA LED吸電流。內部電流模式開關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四通道背光驅動器IC

　?。▓D源：Maxim Integrated）

　　其突出的性能優勢包括：

　　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。

　　支持多種調光方式：具有I2C控制的PWM調光和混合調光，PWM最小脈寬均為500ns，可采用燈串相移調光，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、熱關斷。

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

　　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，實現接近檢測和手勢識別，即使在明亮的環境光條件下，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、旋轉和接近等手勢，以替代傳統的電子旋鈕和觸摸屏控制方式，控制車載信息娛樂、電話、側后視鏡、空調、天窗和車內照明等系統。

　　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

　?。▓D源：Maxim Integrated）

　　MAX25205的性能優勢總結如下：

　　功能全：可以實現9種手勢，包括滑動（上下左右）、手指和手掌旋轉（順時針和逆時針）、接近等，與采用復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，無需復雜的軟件開發和維護過程。

　　尺寸小：在4mm x 4mm的封裝內，集成了6x10光電二極管陣列、LED驅動器和內置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方案。

　　可靠性高：符合AEC-Q100車規標準，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、小尺寸的優勢（圖源：Maxim Integrated）

　　總之，汽車智能座艙的發展，為相關電子元器件創造了新的市場機遇。想要將智能座艙的設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，就來貿澤電子的網站上獲取更多的技術資訊吧！