布谷鸟产研-史上最强车机：奔驰最新S级车机拆解

今年9月刚刚发布的新一代奔驰S级轿车拥有史上最强的汽车，特别是后排功能，几乎和前排一样豪华。

硬件方面其最惊人之处在于使用两片自动驾驶级处理器：英伟达的Xavier NX，采用4片特斯拉自动驾驶级以太网交换机。本文将带你一探史上最强车机的背后强大的硬件布局。本文由布谷鸟科技-产研首席分析师周彦武老师编写。
毫无疑问，在这个9月刚刚发布的新一代奔驰S级轿车，是地表最豪华的车辆，其座舱系统是最豪华，最强大，最先进的代表。虽然正式在国内正式上市要到明年，但现在我们就可以拆解新一代奔驰S级引以为傲的座舱系统即二代MBUX系统，解开二代MBUX背后的秘密。二代MBUX最惊人之处在于使用两片自动驾驶级处理器：英伟达的Xavier NX，加上仪表里的英伟达GPU，共用了3片英伟达顶级处理器。

奔驰在座舱领域丝毫不吝啬，五块显示屏都是订制的目前同尺寸分辨率最高的车载显示屏，MBUX的中控屏更是成本高昂的OLED显示屏。奔驰二代MBUX最大的亮点实际并非是OLED屏，而是后排系统的超级强大，对奔驰而言，后排乘客才是主要服务对象，不像一般的后排系统仅仅是一块显示屏，仅仅是用来哄小孩。奔驰的后排控制系统为RSU，其电路架构几乎和前排完全一致，只是去掉了导航、收音和音频部分，可谓不惜血本，后排系统也是MBUX，几乎拥有前排所有功能，包括独立后排座椅控制、独立后排空调控制、独立后排上网、USB充电与USB外接播放，HDMI Mini视频接口，独立耳机和麦克风接口，独立音频与视频。后排平板电脑不仅可在车内使用，也可在车外使用。

和第一代比，主SoC也从英伟达Parker升级为英伟达Xavier NX，最高拥有高达21TOPS的AI算力，语音助手功能更强，支持27种自然理解（NLU）的语言，除奔驰外的自然语音识别都采用远程云端方式完成，因为本地处理器性能不足，但奔驰可以完全本地处理，因为本地处理器性能非常强劲，足以达到自动驾驶级的AI算力，语音助手反应最快，可靠性也最高，不受网络限制。除了可以进行更多对话外，即使没有激活关键字也可以执行某些操作；同时，语音助手内含完整的用户手册，你可以咨询车内是否具备某种功能或某个配置，方向盘按键的功能定义，仪表上某个标志的意义，如何连接手机，如何使用Carplay。此外支持声音识别，根据声音为驾驶者建立不同的用户账户，支持个性化配置。还支持前后排声源定位，车辆能精准识别指令由哪个座位的乘客发起，且该乘客区域的氛围灯会闪烁。

第一代MBUX对应的硬件版本为NTG6，第二代也就是即将上市的S级搭载的MBUX硬件版本为NTG7，目前NTG7有MID和Premium两个版本，都由三星哈曼供应，本次拆解的是Premium版。

MBUX全家福

下面一行从左到右依次是散热片，主运算板，音频与无线母板，副板。与第一代MBUX相比，二代MBUX不再使用机械硬盘，改用320GB固态硬盘代替。

上图为主板正面，主芯片就是大名鼎鼎的英伟达Xavier NX（MID版可能还是使用Parker），以Xavier NX为核心的模块在2020年4月后才正式销售，而奔驰在2019年中期就拿到了这块芯片，足见英伟达与奔驰的合作紧密程度。这块芯片毫无疑问是目前最强的座舱SoC。第一代MBUX是英伟达的Parker，再往上推也都是英伟达的芯片，双方合作已经超过10年。

上图为英伟达Xavier NX内部框架图，这款芯片是12纳米台积电FinFET工艺打造，内含6核Carmel内核，基本上性能等同于ARM A76。而第一代MBUX使用的Parker也是6核，不过是4核A57加双核Carmel。Xavier NX性能大幅度提升，CPU算力为96400 DMIPS，Parker是59300 DMIPS。GPU方面采用384个Volta架构核心，比Parker处理器使用的是Pascal架构256个CUDA核心高出不少，但考虑到车载的可靠性，做了降频处理，GPU算力为691 GFLOPS，而Parker是500 GFLOPS。AI运算方面，10瓦INT8模式下达到14TOPS，15瓦下可达21TOPS，逼近用来做自动驾驶的Mobileye EYEQ5的24TOPS。外围方面采用4片美光的4GB RAM合计达16GB LPDDR4 RAM，比传统的Xavier NX模块翻了一倍，带宽高达41790MB/s。两片三星的闪存 ，一片Spansion的Nor Flash启动。除了Nor Flash，其余存储器都用散热硅脂与铸铝散热片连接，保证可靠性。

不同于常规版的Xavier NX模块，MBUX二代散热面积更大，在供电电路方面更是不惜成本，考虑到可靠性，没有采用传统的电源管理芯片，而是采用价格远超电源管理芯片的6路独立的分离LDO电源供应，更不惜成本使用高品质价格昂贵的钽电容。再一点就是Xavier NX模块采用12层PCB板，一般厂家都会采用核心板方式，单独做一块12层PCB板，而母板只需要成本更低的8层，NTG7的MID版就是如此。但Premium是整体设计，都采用昂贵的12层PCB板。

在主板右边有一颗Marvell的88EA6321-TFJ2，这是一颗以太网交换机芯片，没错，就是特斯拉用在自动驾驶系统上那颗，实际上这颗芯片是为座舱系统设计的。在一代MBUX里，使用的以太交换机芯片是Micrel（Microchip）的KSZ8895MLU。KSZ895MLU是针对成本敏感的10／100Mbps五端口交换系统，其广泛的特征集包括电源管理、可编程速率限制和优先级比、基于标签/端口的VLAN、包过滤、四队列QoS优先级、管理接口和MIB计数器。但是对EAVB核心的802.1AS不支持，带宽也不够，因此二代MBUX用88EA6321代替。Marvell 第一代车载以太网交换机 88EA6321，是 7 端口以太网千兆性能交换机，完全符合 IEEE802.3 车载标准，支持 AVB（音频/视频桥接功能），并支持低能耗以太网，可降低功耗。该款 7 端口以太网交换机集成了 2 个 IEEE 10/100/1000BASE-T/TX/T 端口、2 个 RGMII/xMII（这 2 个端口可配置成 1 个 GMII）端口和 1 个 SGMII / Serdes 端口。该交换机提供远程管理功能，可轻松连接和配置该设备。KSZ8895MLU只达到了AEC-Q100 Grade 2级，即-40°C to +85°C 。而88EA6321到了AEC-Q100 Grade 3级，即-40°C to +105°C。并且使用了两片88EA6321，加上后座的RSU，使用了4片，一代MBUX只用了一片KSZ8895MLU。为系统提供了足够的扩展空间。

主板正面最下方靠近连接端子处一排4个集成块，推测左边两块可能是美信或德州仪器的解串行芯片，是为面部识别、驾驶者行为检测、手势与头部位置检测摄像头服务的。右边两块可能是FPD-LINK芯片，将MIPI或HDMI转换为LVDS格式。

上图为主板背面，右边三块芯片可能是PHY。右下角一片白色金属封装的芯片应该是对应HDBaseT的接口芯片V6000系列。HDBaseT，由来自日韩的家电大厂LG、Samsung、Sony等公司，以及以色列的半导体公司Valens Semiconductor，组成了HDBaseT联盟，可以单对双绞线TCP/IP传输数据，并可POE以太网供电。奔驰是首次采用此技术，也是首次用于汽车领域。此技术有点类似于宝马和路虎的APIX，但适应面更广，可以使用PCIe接口，距离可扩展到15米。目前芯片也只有Valens供应。HDBaseT采用RJ45接口，也比较简单。V6000旁边就是RJ45接口。

上图为音频与无线母板，最右边蓝色的连接器看起来像是四个同轴连接器，不过实际上这是个WLAN/BT的天线，一个内部的WLAN/BT，一个外部的。从PCB板上的走线就可以看出，连接器连接到两个无线模组上。中间白色的连接器还是RJ45，即以太网连接器。最左边的黑色光纤连接器是比较老旧的MOST总线连接器，连接器与一片MOST总线收发器连接，可能是外接MOST总线的DVD或CD播放机。中间两个比较大的白色元器件是共模电感，主要做电源整流滤波。无线模组下方的芯片应该是瑞萨的RH850 MCU。右边贴散热硅脂的芯片可能是D类音频功率放大器。也有可能是电源管理芯片，不过这个散热片似乎太大了。

上面是音频与无线母板的背面，背面有两片主要芯片，一片还是Marvell的88EA6321以太交换机，另一片是ADI的SHARC音频DSP芯片。ADI最擅长音频DSP的应用。奔驰新S级标配是9个扬声器，125瓦最大输出。选配包括两种，一种是Burmester的3D环绕声，15个扬声器，总输出功率710瓦。另一种是4D的Burmester环绕声，包括31个扬声器，其中包含8个针对低频的振动器隐藏在座椅内，总输出功率高达1750瓦。目前奔驰S选装Burmester价高达7万6千元人民币，估计新一代奔驰的4DBurmester环绕声选装价超过10万人民币。音频也是采用以太网输出。

上图为副板正面，实际就是一个最简单的导航与收音系统，奔驰采用双硬件双软件架构，需要高算力，联网应用多的由英伟达主板和一个虚拟安卓负责，简单导航与收音采用德州仪器或瑞萨副板和一个高可靠性Linux负责。板子左边从下到下三块主芯片分别是三星/美光的EMMC，中间是瑞萨的H1或德州仪器的J6，最下面是美光的DDR。中间的芯片是NXP的SA7751单芯片数字收音机。最右边上边白色的连接器是GPS天线，下边则是AM/FM、卫星收音SDARS与电视的天线，外观看起来很像4个同轴连接器。天下旁边屏蔽罩下的是卫星收音收模组。

上图为副板背面，屏蔽罩下方可能是卫星电视调谐与信号处理模组，大的集成块可能是电视编码芯片。

MBUX二代前排单元背板

NTG7的后座单元RSU

RSU背板接口

打开顶盖，映入眼帘的是几乎占据80%表面积的巨大散热片。

去掉散热片的全家福，相比前排单元少了一块PCB板，主要是音频和副板都可以去掉了。

主板正面，和前排单元主板几乎完全一致。

将几个视频界面转换芯片换到了背面，同时HDBaseT增加了一路，使用了两片V6000系列芯片。

后排RSU的无线板正面

后排RSU的无线板和前排的无线板相比去掉了音频和MOST部分。

后排RSU的无线板背面，只有一个瑞萨的RH850 MCU

奔驰与国内厂家挖空心思把精力集中在网联应用方向形成鲜明对比，国内厂家总是从厂家角度出发，借助自己车机的用户资源，与互联网厂家合作，希望可以得到互联网厂家的补贴，从而提高利润，或者就是试图用车机取代手机，试图把手机用户已经形成的习惯扭转，这都是不切实际的，缺乏实际价值的，也是不可能的。奔驰看似奢华，实际还是从实用角度出发的。