Qualcomm 8295ベースのコックピットドメインコントローラーの分解分析

ResearchInChinaは、2023年12月に発売された電気セダンの8295ベースのコックピットドメインコントローラーを分解し、レポート「SA8295P Series Based Cockpit Domain Controller Analysis and Dismantling」を作成しました。

コックピットドメインコントローラーの正式名称は「Digital Cockpit Head Unit（DHU）」です。コックピットドメインコントローラーには、上位構成と下位構成の2つのバージョンがあり、いずれもQualcommのSA8295Pチップを使用しています。コストの内訳を見ると、両者の総コストは大きく異なり、最大で数十米国ドルです。

今回ResearchInChinaが分解したのは、下位構成バージョンです。当レポートでは、DHUの概要、マスターチップ、ストレージ、MCU、無線について大まかな分解分析を行います。

概要

DHUは厚みがあり、3つの黒い長方形のブロックがBluetooth-Wi-Fiシステム、Bluetooth専用システム、無線システムに対応しています。

なぜ分厚いかというと、DHUは上下のPCBをB2Bで接続する2層構造を採用しているからです。上部PCBはコックピットエンターテインメントとクラスタを担当します。

下部PCBはカメラ入力、ディスプレイ出力、マイクピックアップなどの機能を担当します。

マスターチップ、ストレージ

コアボードのPCBは上部PCBに搭載され、QAM8295Pと、4個のパワーマネージメントIC（Qualcomm PMM8295AU）と2個のDRAMチップを含む6個のメインチップを搭載しています。

ストレージに関しては、DHUはDRAMチップとNANDチップを搭載しています。

DRAMチップはMicron LPDDR4です。FBGAコードはD9ZRTで、クロック周波数は2,133MHzとLPDDR4では最低の仕様です。また、自動車用グレードのLPDDR4としては最安値です。上位構成版については、コアボードメモリは32GBでLPDDR4Xの可能性があります。

NANDメモリはSamsungのUFS2.1ソリューション（モデル：KLUEGAJ1ZD-B0CP）で、携帯電話や自動車向けの汎用品です。電圧は1.8/3.3V、耐温度は-40℃～85℃、容量は256GBです。コアボードの外部に展開されています。

MCU

今回分解したDHU版のMCUは、Renesas RH850/F1KHシリーズに属するRenesas R7F7017113で、233ピンを持ち、-40℃～105℃の温度に耐えます。

イーサネット

上位構成版と下位構成版では、イーサネットが大きく異なります。具体的には、上位構成版にはイーサネット・スイッチが搭載されていますが、下位構成版にはイーサネット物理層チップしか搭載されていません。2つのバージョンのPCBは同じですが、下位構成版はイーサネットエリアの表面にスペースが空いており、実装されていません。

分解によると、イーサネット物理層チップはMarvell 88Q2122です。このチップは、IEEE 802.3bwとIEEE 802.3bpで定義された100/1,000BASE-T1イーサネット物理層トランシーバー（PHY）で、ツイストペアでの信号伝送を可能にします。標準的なデジタルCMOS技術を使用し、必要なすべての内部アクティブ回路と組み合わせることで、ツイストペア上で同時にデータの受信と送信を行うことができ、複数の自動車用途に非常に適しています。

88Q2122では、メディア依存インタフェース（MDI）に必要な整合終端抵抗を内部に集積しているため、マザーボードのレイアウトが簡素化され、使用する外部コンポーネントが少なくなるため、マザーボードコストが低減されます。内蔵のリニアレギュレーターは、必要なすべての電圧を生成できます。動作には3.3Vの外部電源が必要なだけです。どちらのソリューションも1.8V、2.5V、3.3VのLVCMOS I/O規格をサポートしています。

無線チップは下部PCBに展開されています。主に輸出のために、チップに多くのポジションが確保されていることがわかります。

このドメインコントローラーの無線チップはNXP SAF7750ELで、ほとんどの国でAM/FMに対応できます。ただし、DABラジオが必要な場合は、TEF3100またはTEF3200を追加する必要があります。国外版のメイン無線チップは一般的にSAF4000で、NXPが2017年に発表した完全統合型ソフトウェア定義無線ソリューションです。SAF4000は、AM/FM、DAB+、DRM（+）、HDを含む世界のすべての放送オーディオ規格に対応しています。

当レポートでは、Qualcomm 8295ベースのコックピットドメインコントローラーを分解し、内部の主要コンポーネントを分析しています。

目次

第1章 分解

• 外観と構造
• 内部構造
• インターフェース
• ハウジングの内部構造
• PCB

第2章 上部PCB前面の主要コンポーネント

• メモリチップ
• MCU
• イーサネットチップ
• シリアライザー、デシリアライザー

第3章 上部PCB背面の主要コンポーネント

• Bluetooth、Wi-Fi
• バストランシーバー
• オーディオチップ
• その他のチップ

第4章 下部PCB前面の主要コンポーネント

• デシリアライゼーションチップ
• 無線チップ
• 低電圧バスエクステンダー

第5章 主なパラメーターと推定コスト

• マスターチップのブロック図
• SA8155/SA8255/SA8295パラメーターの比較表
• MCUの内部ブロック図
• イーサネットスイッチの内部ブロック図
• 上位構成バージョンのシリアライゼーション、デシリアライゼーション構成
• 無線とオーディオのアーキテクチャ図
• 上位構成バージョンの無線トポロジー
• 主要コンポーネントのモデルと価格

ResearchInChina dismantled 8295-based cockpit domain controller of an electric sedan launched in December 2023, and produced the report SA8295P Series Based Cockpit Domain Controller Analysis and Dismantling.

The official name of the cockpit domain controller is "Digital Cockpit Head Unit (DHU)". The cockpit domain controller has two versions, high configuration and low configuration, both of which use Qualcomm SA8295P chips. In terms of cost breakdown, their total cost differs greatly, up to tens of US dollars.

What ResearchInChina dismantled this time is the low configuration version. This article carries out a rough dismantling analysis on the DHU, involving overview, master chip, storage, MCU and radio.

Overview

The DHU looks thick, with three black rectangular blocks, corresponding to a Bluetooth-WiFi system, a Bluetooth-only system, and a radio system.

The reason why it is thick is that the DHU adopts the two-layer design of upper and lower PCBs which are connected via B2B. The upper board is responsible for cockpit entertainment and cluster.

As concerns function, the lower board is responsible for providing such functions as camera input, display output, and microphone pickup.

Master Chip and Storage

The core board substrate is mounted on the upper board and is equipped with QAM8295P and 6 main chips, including 4 power management ICs (Qualcomm PMM8295AU) and 2 DRAM chips.

In terms of storage, the DHU packs DRAM and NAND chips.

Wherein, the DRAM chip is Micron LPDDR4. The FBGA Code is D9ZRT and the clock frequency is 2133MHz, the lowest specifications in LPDDR4. It is also the lowest-priced automotive grade LPDDR4. As for the high configuration version, the core board memory is 32GB and may be LPDDR4X.

The NAND memory is Samsung's UFS2.1 solution (model: KLUEGAJ1ZD-B0CP), a general-purpose product for mobile phones and automobiles. It features voltage of 1.8/3.3V, resistance to temperatures of -40-degree C~85-degree C, and capacity of 256GB. It is deployed outside the core board.

MCU

In the DHU version disassembled this time, the MCU is Renesas R7F7017113, which belongs to Renesas RH850/F1KH series, has 233 pins, and can resist temperatures of -40-degree C~105-degree C. The high configuration version of the DHU uses Infineon TC387 as its MCU.

Ethernet

The high and low configuration versions vary greatly in terms of Ethernet. Specifically, the high configuration version has an Ethernet switch, while the low configuration version only has an Ethernet physical layer chip. The PCB of the two versions is the same, except that the low configuration version leaves space on the surface of the Ethernet area, not mounted.

According to the dismantling, the Ethernet physical layer chip is Marvell 88Q2122. This chip is a 100/1000BASE-T1 Ethernet physical layer transceiver (PHY) defined by IEEE 802.3bw and IEEE 802.3bp, enabling signal transmission on a twisted pair. Using standard digital CMOS technology, combined with all internal active circuits required, it can simultaneously receive and send data on a twisted pair, which is very suitable for multiple automotive applications.

88Q2122 internally integrates the matched termination resistors required for the media-dependent interface (MDI), thereby simplifying the motherboard layout and lowering the motherboard cost as fewer external components are used. Its built-in linear regulator can generate all voltages required. It only needs a 3.3V external power supply to run. Both solutions support 1.8V, 2.5V and 3.3V LVCMOS I/O standards.

The radio chip is deployed on the lower PCB. It can be seen that there are many positions reserved for chips, mainly on account of export.

The radio chip of this domain controller is NXP SAF7750EL, which can correspond to AM/FM in most countries. Yet if the DAB radio is needed, TEF3100 or TEF3200 will need to be added. The main radio chip of the overseas version is generally SAF4000, a fully integrated software-defined radio solution launched by NXP in 2017. SAF4000is compatible with all global broadcast audio standards including AM/FM, DAB+, DRM(+) and HD.

Table of Contents

1 Disassembly

• 1.1 Appearance and Structure
• 1.2 Internal Structure
• 1.3 Interfaces
• 1.4 Internal Structure of Housing
• 1.5 PCBs

2 Main Components on the Front of the Upper PCB

• 2.1 Memory Chip
• 2.2 MCU
• 2.3 Ethernet Chip
• 2.4 Serializer and Deserializer

3 Main Components on the Back of the Upper PCB

• 3.1 Bluetooth and WiFi
• 3.2 Bus Transceiver
• 3.3 Audio Chip
• 3.4 Other Chips

4 Main components on the Front of the Lower PCB

• 4.1 Deserialization Chip
• 4.2 Radio Chip
• 4.3 Low-voltage Bus Extender

5 Key Parameters and Estimated Cost

• 5.1 Block Diagram of Master Chip
• 5.2 SA8155/SA8255/SA8295 Parameter Comparison Table
• 5.3 Internal Block Diagram of MCU
• 5.4 Internal block diagram of Ethernet Switch
• 5.5 Serialization and Deserialization Configurations of High Configuration Version
• 5.6 Radio and Audio Architecture Diagram
• 5.7 Radio Topology of High Configuration Version
• 5.8 Key Component Models and Prices