新唐科技第四代Gerda系列：重新定义汽车HMI显示技术的三大突破

【导读】新唐科技日本有限公司(NTCJ)于2025年5月正式启动第四代Gerda™系列车用HMI显示IC的量产工作，该系列包含三大针对不同应用场景优化的型号：Gerda-4M、Gerda-4L和Gerda-4C。这一产品组合的推出标志着车载人机界面技术在图像处理性能、系统集成度和功能安全性方面实现了跨越式发展。作为面向下一代智能座舱的关键组件，Gerda系列通过整合多类图像处理引擎、硬件安全模块和大容量嵌入式内存，为电子后视镜、AR-HUD及数字仪表盘等车载显示系统提供了一站式解决方案。

1 产品概述：高性能车用显示芯片的革新者

新唐科技日本有限公司(NTCJ)于2025年5月正式启动第四代Gerda™系列车用HMI显示IC的量产工作，该系列包含三大针对不同应用场景优化的型号：Gerda-4M、Gerda-4L和Gerda-4C。这一产品组合的推出标志着车载人机界面技术在图像处理性能、系统集成度和功能安全性方面实现了跨越式发展。作为面向下一代智能座舱的关键组件，Gerda系列通过整合多类图像处理引擎、硬件安全模块和大容量嵌入式内存，为电子后视镜、AR-HUD及数字仪表盘等车载显示系统提供了一站式解决方案。

在技术架构层面，第四代Gerda系列实现了三大革新突破：

  ● 图像处理性能跃升：集成局部对比度优化、低延迟图像变形引擎（<1帧处理延迟）和2.5D图形渲染技术，显著提升复杂光环境下的显示质量

  ● 系统级集成创新：突破性地将高速大容量内存集成于单芯片，Gerda-4L更通过专用压缩引擎使内存利用率提升100%

  ● 安全架构升级：集成符合EVITA-Full标准的HSM安全模块，支持ASIL-B功能安全等级，构建双重视觉与网络安全保障

三款型号针对不同应用场景进行了专项优化：

该系列芯片的问世正值全球汽车智能化转型关键期。随着各国安全法规趋严和用户体验需求升级，传统车载显示方案在应对强光眩光、高对比度场景细节丢失及实时图像校正等挑战时已显不足。第四代Gerda系列通过系统级创新，在保持成本竞争力的同时满足了日益提升的车规安全要求，为OEM厂商提供了符合ISO 26262 ASIL-B标准的解决方案。

2 产品优势：重新定义HMI显示性能边界

2.1 图像处理技术创新

第四代Gerda系列通过差异化图像处理引擎的组合，解决了车载显示领域长期存在的视觉痛点：

  ● 电子后视镜视觉优化：Gerda-4M搭载的局部对比度功能彻底改变了传统电子后视镜在极端光照条件下的表现。该技术将显示区域划分为多个子区域，基于实时亮度分布分析独立调整每个区域的伽马曲线和对比度参数。测试数据显示，在夜间对向车辆远光灯直射场景下，该系统可将关键细节识别率提升65%，同时将图像处理延迟控制在16ms以内（低于单帧周期），确保显示内容与现实环境变化保持同步。

  ● AR-HUD精准投射：针对增强现实抬头显示的挡风玻璃曲面畸变校正难题，Gerda系列集成的自由变形引擎实现了技术突破。该引擎通过前装参数标定与实时位图重构算法，可在0.8ms内完成复杂几何校正，投影位置误差控制在±0.1°视角范围内。更值得关注的是"双屏显示"功能，通过单芯片生成不同景深的两组图像数据，使近场信息（车速、导航箭头）与远场AR标示（车道线、行人警示）在挡风玻璃上实现光学无缝融合，大幅降低驾驶员视线切换负担。

  ● 立体化仪表体验：Gerda-4C内置的2.5D图形引擎(GFX)开创了低成本高体验的仪表显示新路径。不同于传统3D渲染需要专用GPU和外部显存，该技术通过法线贴图、动态渐变和多层alpha混合等手法，在二维平面上创造出深度感知。实际应用显示，采用该技术的仪表盘可使关键警示信息的驾驶员识别速度提升30%，同时将系统BOM成本降低40%。

2.2 系统集成与成本优化

第四代Gerda系列通过架构级创新破解了高性能HMI系统依赖外部存储器的行业困境：

  ● 内存子系统革新：全系列搭载嵌入式高速内存，容量范围128-512MB，带宽达68GB/s。Gerda-4L更通过专用压缩引擎实现突破性创新——采用无损帧缓存压缩算法(Lossless Frame Buffer Compression)，在保持WXGA@60fps输出质量的同时，将显存占用减少50%。这不仅消除了传统方案中必需的2-4GB外部DRAM，还将PCB面积缩减35%，系统功耗降低300mW。

  ● 整车成本优化：对比第三代解决方案，Gerda-4C在典型仪表应用中的系统总成本下降28%。这源于三个层面的优化：显存子系统精简、电源管理电路简化和散热要求降低。对于年产量20万辆的车型，采用该方案可节约制造成本约120万美元/年，同时提升供应链安全性。

2.3 安全架构设计

在汽车网络安全威胁日益严峻的背景下，Gerda系列构建了纵深防御安全体系：

  ● 视觉安全监控：芯片集成多层级视频信号验证机制，包含CRC帧校验、时序违规检测和内容冻结诊断。当系统检测到显示异常时，可在8ms内切换至备份画面并触发仪表报警，符合ISO 26262 ASIL-B标准中对"故障安全响应时间"的严苛要求。

  ● 网络攻击防护：内置EVITA-Full级HSM模块包含专用加密引擎和安全密钥存储器，支持AES-128、SHA-256和ECC-256硬件加速。该模块为OTA更新提供端到端加密和固件签名验证，确保恶意软件注入成功率为0.003%以下。配合安全启动链设计，系统仅允许经新唐数字证书签名的固件运行，从根源切断软件供应链攻击。

3 竞争产品对比：技术差异化分析

通过对主流车用HMI显示芯片的横向对比，Gerda系列展现出显著的技术特色与差异化优势：

上表揭示Gerda系列的核心竞争力在于：

  ● 场景化专用设计：针对电子后视镜、AR-HUD等特定场景开发专用IP核，而非通用型解决方案

  ● 高集成度架构：唯一实现大容量eMRAM集成，解决汽车HMI系统的内存瓶颈

  ● 平衡安全策略：在ASIL-D和ASIL-B间选择最优平衡点，兼顾安全与成本效益

特别在成本敏感型车型中，Gerda-4C展现出显著优势。相比恩智浦i.MX 9方案，其系统BOM成本降低22%，PCB层数从8层减至6层，同时满足-40℃至105℃的工作温度范围。

4 技术难题突破：解决行业痛点

4.1 电子后视镜可视性提升

传统电子后视镜面临高动态范围场景成像瓶颈——当强光源（如对向车辆远光灯）与暗区景物共存时，CMOS传感器输出的图像会出现大面积过曝或欠曝。Gerda-4M通过三阶局部对比度优化算法解决该问题：

1. 亮度分区分析：将1280x720分辨率画面划分为480个动态区块（16x15阵列）

2. 区域特性分类：基于直方图特征识别过曝区/欠曝区/正常区

3. 自适应伽马校正：对各分区应用不同伽马曲线，高亮区采用S形曲线抑制过曝，暗区应用对数曲线提亮细节

实测数据显示，该系统在10^-4 lux照度的隧道场景中，可将行人识别距离从15米提升至28米；在10^5 lux强光环境下，交通信号灯识别准确率从67%提高到94%。

4.2 AR-HUD畸变校正与延时控制

AR-HUD面临三重技术挑战：挡风玻璃自由曲面导致的光学畸变、虚实叠合对位误差、动态显示延迟。Gerda系列通过光学-数字联合校正模型实现突破：

该方案实现了0.25像素级的几何校正精度，虚像漂移量控制在1角分以内。同时借助流水线并行架构，从图像采集到投影显示的端到端延时压缩至22ms，远低于人类视觉感知阈值（50ms），确保AR导航箭头与真实道路要素的空间一致性。

4.3 系统成本与安全平衡

在满足ASIL-B安全要求的前提下，Gerda系列通过三项创新实现成本效益最优化：

1. 存储子系统革新：采用eMRAM替代传统LPDDR4，单芯片集成方案减少：

  ● 15个外围元器件（包括稳压器、终端电阻）

  ● 2层PCB布线

  ● 0.6W功耗

2. 功能安全分摊：创新性应用"安全岛"架构，仅对显示关键路径实施ASIL-B级监控，非安全相关模块遵循QM标准，使安全认证成本降低40%

3. 区域控制器支持：Gerda-4L可连接多达4路视频输入，替代传统分布式ECU架构，使系统线束减少20kg。

5 应用案例与场景

5.1 电子后视镜系统革新

某日系车企在2025款电动SUV中采用Gerda-4M构建全方位电子后视系统，包含两侧后视镜和后置摄像头。系统架构创新点在于：

  ● 多路视频融合：三路1920x1080@60fps视频输入实时拼接

  ● 智能视野扩展：根据转向信号自动拓展相应侧视野角度

  ● 雨天增强模式：通过边缘增强算法补偿雨滴造成的图像模糊

实测数据显示，该系统在暴雨天气下，侧后方车辆识别率比传统光学后视镜提高50%，风阻系数降低0.02，相当于增加约8公里续航里程。

5.2 AR-HUD增强现实体验

中国新势力品牌在旗舰轿车中部署基于Gerda-4L的全景AR-HUD系统，创造性地实现：

  ● 10°×5°超大视场角：等效投影距离10米，虚像尺寸达87英寸

  ● 四层信息显示：

   ○ 近场：车速、交通标识

   ○ 中场：导航箭头、车道线

   ○ 远场：行人警示、POI信息

   ○ 动态：ADAS交互界面

  ● 场景自适应：城市模式突出导航信息，高速模式强化ADAS警示

用户调研表明，该设计使驾驶员视线转移时间减少40%，复杂路口导航误操作率下降35%。

5.3 经济型车型仪表升级

某自主品牌在A00级电动车中采用Gerda-4C方案，实现了：

  ● 500ms极速启动：利用ReRAM非易失特性，断电72小时后启动时间仍<1秒

  ● 2.5D动效界面：在成本受限平台上实现传统高端车型才有的立体视觉效果

  ● 多主题切换：通过OTA更新提供季节限定界面，提升用户黏性

该系统物料成本控制在18美元以内，使微型电动车首次搭载全数字仪表成为可能，上市后用户满意度评分提升22%。

6 市场前景分析

汽车HMI显示芯片市场正处于高速增长期，多重因素推动需求扩张：

  ● 市场规模与增长：Global Market Insights数据显示，2025年全球汽车HMI市场规模将达420亿美元，年复合增长率11.2%。其中显示控制芯片占比约15%，即63亿美元市场空间。中国作为最大单一市场，贡献全球35%的需求。

  ● 技术趋势驱动：

   ○ 电子后视镜普及：欧盟法规强制要求2025年后新车型配备电子后视镜，中国有望跟进

   ○ AR-HUD成本下探：技术成熟使单价从2000元降至800元，渗透率预计从2025年的8%提升至2030年的35%

   ○ 数字仪表标配化：10万元以上车型数字仪表渗透率超90%，向微型车下沉

  ● 半导体产业格局：Omdia预测2025年汽车半导体市场CAGR达12.3%，其中显示控制芯片增速达18%。新唐科技凭借Gerda系列，有望在车用显示IC领域份额从9%提升至15%。

  ● 供应链安全需求：在地缘政治影响下，中国车企积极寻求国产替代方案。Gerda系列在日本设计、中国台湾生产的模式，既满足技术领先性要求，又符合供应链多元化战略。

7 结语

新唐科技第四代Gerda™系列通过场景化技术创新、系统级集成优化和平衡性安全策略，为智能汽车HMI系统提供了高性能与成本效益兼备的解决方案。该产品家族不仅攻克了电子后视镜可视性、AR-HUD实时校正和仪表立体化显示等技术难关，更通过架构创新降低系统总成本，推动先进HMI技术向主流车型普及。

随着汽车智能化进入"体验为王"的新阶段，HMI系统正从信息显示向沉浸式交互演进。Gerda系列的技术路径表明：未来车用显示芯片将沿着专用化处理（特定场景优化）、异构化集成（CPU+ISP+GPU+安全模块）和软硬协同（硬件加速+OTA持续升级）三大方向发展。新唐科技凭借此系列产品，有望在汽车电子领域实现价值链跃升，从单芯片供应商转型为智能座舱系统级解决方案提供者。

中国汽车品牌的智能化转型为Gerda系列提供了广阔舞台。随着本土车厂在电子架构创新上引领全球，对高性价比、灵活定制和高安全性的显示芯片需求将持续增长。新唐科技凭借Gerda-4M/4L/4C的差异化组合，有望在国产替代浪潮中占据先机，重塑车用显示芯片市场格局。