解决车内的“智能表面”应用高集成的复杂设计挑战，艾迈斯欧司朗OSP总线技术有何妙招？

对于智能汽车而言，在车辆照明、车内可视化和传感等多个领域，都离不开光学传感器和发射器的参与。

而说到说到光学方案，有多个部分构成：首先是光源、接收，中间还有光学器件，如光路控制、滤波器等等，最后还有传感器的接口，各种传感器的芯片，以及算法等。

在光学领域，艾迈斯欧司朗（amsOSRAM）是毫无疑问的领军企业，对于智能汽车上的光学应用也是全面覆盖。不仅是包含传统成熟的应用，比如车的前、后静态信号灯，环境光、雨量传感器等光传感器，车里面所有的内饰功能照明等等，从燃油车开始，已经发展很多年。此外对于汽车智能化进程中，一些新的应用，譬如动态的高像素的头灯、车内投影、驾驶员监测、乘客监测、疲劳监测等也在从2D迈向3D技术。

艾迈斯欧司朗大中华区及亚太区汽车应用技术总监白燕恭表示，人和车交互方式正在发生变化，车的属性已从传统的交通工具，变成现在带着个人属性的私人空间。这个交互方式的改变，会对所有的这些新的应用带来新的增长和促进。

“智能表面”应用将成必然趋势

隐藏式的电子按键替代机械式的按键，即“智能表面”，这一应用随着汽车电子电气架构的变化，将成为必然趋势。

车的架构已从以前的分布式架构，到现在往集中式、中央式架构趋势变化。它在变化过程中，所有功能都从分布式的方式往集中式方向发展，这样的趋势也要求功能要在局部有更多的集中。

智能表面就是这样一个比较典型的例子。它的应用成长有很多方面的因素，比如成本。以前传统按键非常复杂，首先材料非常贵，很多东西在组装的阶段就要做调整，各方面会非常昂贵。现在用隐藏式电子按键，可以把这块成本省下来，在电子屏上实现非常多的按键功能。

而且用电子实现按键，它的功能可以自定义，并不是说像传统的做成一个按键是什么样子就是什么样子，不能变；而是所有的按键在将来的应用上可以通过后期的OTA升级等，来实现按键的灵活自定义。

其次，现在整个车里面的简洁化设计趋势，也希望把按键尽可能藏起来，在不需要的时候不占地方，这是非常直观的客户需求。

另外就是重量。所有电车的发展都有这样的规律，都尽可能把每个部件做到轻量化。轻量化就意味着省电，续航时间就会长，大家就会少些焦虑。

“智能表面”应用高集成度带来的设计难点

而要实现智能表面的应用，技术复杂度远比想象的要大。据白燕恭分享，首先智能表面需要传感器配合，在要用时唤醒，不需要的时候藏起来。智能表面的唤醒意味着要亮起来，需要照明的配合；唤醒后要做压力的传感，确认你有这样的动作；产生这个动作之后，还要反馈，就跟机械按键一样，需要给出振动做反馈，告诉你这个动作已完成了。 在这个基础上才会有一些其他的，有可能是灯光，或其他方面的配合，这才算一个完整的动作。可以说，听上去好像很简单的智能表面功能，其实里面包含了非常多的东西。

以一个智能中控屏举例，里面要包含一个像素化的LED区域，用于灯光效果的个性化和信息交互；此外还有一个区域需要保护各种按键、滑动条和旋钮等，这些交互都需要触控和压力检测；最后，屏幕的亮度的明暗自动跟随环境光变化，也需要光学传感器的参与。

“所有这些方方面面，都需要在极小的空间里，把所有这些功能集合在一起，而想实现这点是非常难的。”白燕恭分享到。例如最简单的亮度调节，在手机上调节非常快，因为手机中有一个本地光传感器。但现在车上一般只有一个中央的亮度传感，想实现亮度调节功能，需要先向中央区发起请求，拿到亮度值再来调节。当外部环境变化的时候，这个过程中间会存在一些延迟，无法实现快速调节。如何将所有东西都糅合在一起，做流畅的配合，有没有更好、更简单的办法？这是艾迈斯欧司朗思考的问题。

OSP总线技术，应对智能表面的复杂设计挑战

要解决上述面临的挑战，需要从多个方向上一起入手。将问题分解来看，智能表面中包含光源和传感器等。在光源方面，灯的数量越来越多，传统上的氛围灯之需要几十颗，而现在多到甚至上千颗。要实现如此多数量LED的系统性灵活调节，就是一个挑战。

此外，这么多的灯珠，一致性是一个最基本的要求。色点、亮度等各方面都会有更高的要求。从智能表面的应用落在灯上，光是灯本身就有这么多新的需求出来。

为解决多灯珠的系统性灵活调节和一致性难题，艾迈斯欧司朗推出了OSIRE E3731i。该产品看起来很常规，就是一个灯，但它跟普通的LED不同，是一个智能的灯，带驱动，驱动里面还跑了一条OSP的总线。

据悉，OSP总线是一条串行总线，跑的是amsOSRAM自己开发的、开源的协议。对客户来讲，MCU侧不需要其他的成本，只需要接口就可以接入。一条差分总线可以带1000个节点，也就是1000颗灯。传统上需要几个甚至几十个驱动去带1000颗灯，现在只是两根线的一条总线，就可以把这1000颗灯串在一起。

此外，该芯片内置驱动和温度传感器，在出厂的时候可以把客户想要的色点，或者不同亮度条件下的所有温度补偿信息都放到芯片上。如果客户有需求，amsOSRAM可以帮客户提前在产线上针对他要求的色点、亮度、各种条件下的补偿信息都提前写在芯片里面。当客户使用的时候，只需要通过这条总线把相应的参数读出来，对相应的灯做补偿就好了。这是这颗芯片独到的地方。

而有了OSP总线之后，传感的问题也可以迎刃而解。amsOSRAM在OSP上开发一个OSP Converter，通过这个转换器将I2C的协议数据直接转换成OSP的数据，从而让传感器也可以接入到OSP总线中来。

白燕恭表示，OSP总线技术对于设计人员的意义重大。设想一个开发场景，比如一个300颗灯的灯板，OEM说需要对灯板的亮度做控制，需要根据周围环境光的亮度来调节。传统做法只能在灯板外侧设计了一个MCU，把传感器做好，把传感器物理上埋在灯板里面。如果有了OSP总线的话，就可以直接把已经挂在OSP总线上的任意一个灯的节点去掉，换成OSP Converter，再把传感器通过OSP Converter接到系统里面，所以系统设计会非常灵活。也就是，有任何OEM的需求都可以通过这样的方式把传感器的功能接入到灯板里面。

结语

对于智能表面应用，要想把像素化LED、按钮、滑条、传感的控制等等这么多功能集成起来，答案就是OSP总线。

“通过这样一整套方式，可以把整个智能表面应用串起来。”白燕恭总结到，“当然这不限于智能表面，我相信在车内的应用里面会有很多的场景，不只是内饰，甚至外饰，只要有传感和照明结合这样的场景，我们的OSP概念和生态，都会给整个产业带来无穷的潜力。”