高通8155车载芯片与深度相机(ToF、双目、结构光)

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1. 高通8155车载芯片

车机SoC芯片可以简单的理解为智能座舱计算机的主机,它集成了CPU (中央处理单元)、GPU(图像处理单元)、DSP(信号处理器)、NPU(神经网络处理单元),然后还有内存和各类IO接口,也就是说,这一片芯片,就相当于一台计算机主机。

高通骁龙8155车载芯片(全称SA8155P)是高通公司推出的车载智能座舱芯片,于2019年发布。该芯片是业界首款采用7纳米制程工艺的车规级数字座舱SoC(系统级芯片),AI算力达8TOPS,主要应用于智能座舱领域。

其优势在于自身是ARM处理器架构,与安卓系统有着成熟的适配。目前主流的车机系统多基于安卓架构,这使得骁龙8155凭借芯片与系统的适配性,以及软件的开放性和丰富性,得以迅速普及。

1.1 基本信息

  • 全称:SA8155P,俗称 “骁龙 8155 车载版”
  • 发布:2019 年,全球首款 7nm 车规级座舱芯片
  • 原型:基于手机旗舰骁龙 855车规化改造,加固宽温、抗振动、长期可靠性
  • 定位:智能座舱主控(中控、仪表、后排娱乐、语音、多屏交互),非自动驾驶芯片

1.2 核心硬件规格(7nm,台积电)

  • CPU(1+3+4 八核 Kryo 485)

    • 1× 大核(A76 定制):2.96GHz
    • 3× 性能核(A76 定制):2.42GHz
    • 4× 能效核(A55 定制):1.8GHz
    • 算力:约105K DMIPS
  • GPU:Adreno 640,700MHz,约1100 GFLOPS,支撑 3D UI/AR 导航

  • NPU(AI 引擎):8 TOPS(900MHz),支持语音识别、人脸识别、场景感知

  • 多媒体:

    • 显示:最多4×2K@60fps3×4K@30fps
    • 摄像头:最多6 路输入(含环视 / 行车记录仪)
    • 编解码:4K@60fps,H.265/HEVC、AV1
  • 连接:Wi‑Fi 6、蓝牙 5.0、USB 3.1、PCIe

  • 车规:AEC‑Q100 Grade 2,工作温度 -40℃ 至 +80℃,支持 10 年 / 15 万公里稳定运行

1.3 新一代对比(8155→8295→8775)

  • 8155(2019) :7nm,8 TOPS,4×2K,解决 “有没有流畅座舱
  • 8295(2021) :6nm,30 TOPS,6×2K/4K,“更聪明、多屏更强
  • 8775(2023) :4nm,100+ TOPS,8K / 多模态大模型,“AI 终端化

2. ToF相机

深度相机也被称为3D相机,它和普通2D相机的区别在于可以获取物体到相机的距离信息,加之2D平面的X,Y坐标,可计算出每个点的三维坐标

ToF(Time of Flight)即3D成像技术, 是一种测量光的飞行时间与对象物间距离的传感器。通过给特定范围内的目标连续发送主动光脉冲,收集物体的反射光信号所产生的相位偏移等光学讯息来判断物体距离空间等三维信息

英恒 ToF 相机是面向智能座舱的车规级 3D 视觉方案,基于英飞凌 REAL3™ iToF 传感器,适配高通 8155/8295,主打舱内活体识别、手势交互与空间感知。

2.1 工作原理(iToF,间接飞行时间)

  • 发射:940nm VCSEL 红外光(人眼不可见,Class 1 安全)
  • 调制:高频调制波(200MHz+),发射与反射产生相位差
  • 接收:英飞凌 REAL3™传感器捕捉反射光,像素级计算相位差
  • 换算:距离 d = c×Δt/2(c = 光速),直接输出深度图(16-bit RAW)+ 红外图(IR)
  • 关键技术:专利SBI 背景光抑制,强光 / 黑夜 / 雨雪稳定工作

2.2 硬件规格(车规级,适配 8155)

  • 传感器:英飞凌 REAL3™ 第五代 iToF,ISO 26262 ASIL-B功能安全
  • 分辨率:深度 640×480(VGA);RGB 200 万像素(可选)
  • 视场角 FOV110°×80°(大广角,覆盖前排 + 部分后排)
  • 帧率:深度 + IR ≥**30fps**(8155 平台稳定 30fps)
  • 测距范围0.2–5m(舱内最优 0.5–3m);精度 ±1%@1m(毫米级)
  • 接口:MIPI-CSI2(4-lane),适配 8155 内置 ISP/EVS HAL
  • 工作温度-40℃ 至 +85℃(车规 Grade 2)
  • 尺寸 / 功耗:模组约 50×40×15mm;功耗<2.5W(8155 供电无压力)

2.3 与高通 8155 的适配(核心组合)

  • 硬件对接:8155 支持MIPI-CSI2 4-lane,直连 ToF;内置 ISP 处理 RAW16 深度图,无需额外 FPGA。

  • 软件栈

    • 适配Android Automotive/AOSP,提供 HAL 层驱动与 QCarCam 插件
    • 支持EVS(Extended View System) ,实现零拷贝、实时回调、Buffer 管理
    • 算法集成:8155 的8 TOPS NPU运行手势 / 人脸算法,延迟<50ms
  • 典型数据链路ToF(RAW16+IR)→ 8155 ISP → EVS 回调 → 深度解算 → NPU 算法 → 座舱应用(手势 / 人脸)

3. 双目相机

双目视觉:模仿人双眼,左右两个摄像头,看视差算距离。

3.1 双目视觉(被动式为主)

  • 原理:左右两个同规格摄像头,同一物体在左右画面位置有偏差(视差),用三角几何算深度。

  • 分类:被动双目(不靠补光)、主动双目(加红外补光灯)。

  • 特点:靠图像算法算深度,不依赖激光发射。

  • 座舱 DMS、手势交互、舱内空间感知 → 首选 ToF体积小、易集成、EVS 适配简单、30fps 稳定、算力占用低。

  • 手机人脸支付、高安全活体解锁 → 首选 结构光精度和安全性最高。

  • 自动驾驶环视、远距离障碍物检测 → 多用 双目