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 # 智能挂车AI-Box软件架构设计
 
 ## 1. 系统概述
-基于深明奥思Fellow 1芯片(138 TOPS)的异构多核架构(MCU+SoC+F1)，实现商用车AI-Box Demo。
+基于深明奥思Fellow 1芯片(138 TOPS)的异构三核架构(MCU+SoC+F1)，实现商用车AI-Box Demo。系统采用双核心管理架构：MCU负责电源管理和硬件监控，SoC负责系统调度和应用逻辑，F1负责大模型和CNN推理加速。
 
 ## 2. 系统分层架构
 
 ### 2.1 驱动层 (MCU + SoC)
-- **MCU子系统**: 电源管理、硬件监控、低功耗控制
-- **SoC子系统**: Linux内核驱动、V4L2摄像头框架、PCIe/SPI/UART通信驱动
+- **MCU子系统**: 
+  - 电源管理状态机（4种模式）
+  - SPI/UART/GPIO通信驱动（严格遵循IPCL协议）
+  - SoC健康状态监控（1秒周期，3秒超时复位）
+  - 硬件故障检测与处理
+- **SoC子系统**: 
+  - Linux内核驱动（GPIO/I2C/SPI/UART/PCIe/V4L2）
+  - Fellow 1 NPU驱动（PCIe 3.0接口）
+  - 摄像头V4L2框架驱动
+  - 温度监控与保护
 
 ### 2.2 框架层 (SoC + F1)
-- **通信中间件**: MCU-SoC(SPI/UART) + SoC-F1(PCIe 3.0)
-- **推理引擎**: ONNX Runtime + Fellow 1专用加速器
-- **模型管理**: 动态加载/卸载、内存优化、量化支持
+- **通信中间件**: 
+  - MCU-SoC: SPI(≥10Mbps) + UART(≥1Mbps) + GPIO(RESET_N)
+  - SoC-F1: PCIe 3.0 (8 GT/s)
+  - IPCL协议栈实现（含CRC校验、重传机制、大文件分片）
+- **推理引擎**: 
+  - ONNX Runtime + Fellow 1专用NPU加速器
+  - INT4/INT8量化支持
+  - 模型分片加载与内存管理
+- **系统服务**:
+  - 电源模式管理（运行/休眠/低功耗/关机）
+  - 唤醒源管理（钥匙/远程/传感器/定时）
+  - 故障恢复机制（强制复位、安全模式）
 
 ### 2.3 应用层 (SoC)
-- **AI服务**: 大模型推理API、CNN物体识别服务
-- **系统服务**: 电源状态机、温度监控、故障恢复
-- **多模态接口**: OpenAI API兼容层、WebSocket实时通信
+- **AI服务**: 
+  - 大模型推理API（Qwen-7B/LLaMA-7B）
+  - CNN物体识别服务
+  - 多模态交互接口
+- **系统服务**: 
+  - 电源状态机协调
+  - 温度适应性控制
+  - 远程管理接口
+- **多模态接口**: 
+  - OpenAI API兼容层
+  - WebSocket实时通信
+  - RESTful管理API
 
 ## 3. 大模型推理引擎集成方案
 
-### 3.1 模型格式
+### 3.1 模型格式与优化
 - 统一使用ONNX格式，支持Qwen-7B/LLaMA-7B转换
 - INT4/INT8量化优化，适配F1芯片NPU特性
+- 模型剪枝和蒸馏，满足50g重量限制下的内存约束
 
 ### 3.2 部署策略
-- 模型分片加载，避免内存溢出
-- 共享内存池管理，减少数据拷贝
+- 模型分片加载，避免内存溢出（支持512字节SPI包长限制）
+- 共享内存池管理，减少CPU-GPU数据拷贝
 - 异步推理队列，支持多任务并发
+- 温度自适应推理频率调整（-40℃~85℃环境适应）
 
 ## 4. 电源管理模块设计
 
-### 4.1 四种工作模式
-- **运行模式**: 全功能开启，高性能推理
-- **待机模式**: SoC休眠，MCU监听唤醒事件  
-- **低功耗模式**: 仅MCU运行，维持基本监控
-- **关机模式**: 完全断电，支持远程唤醒
+### 4.1 四种工作模式（基于IPCL规范）
+- **运行模式**: 全功能开启，高性能推理 (~10W, 0ms唤醒)
+- **休眠模式**: SoC降频，必要传感器工作 (~2W, 100ms唤醒)  
+- **低功耗模式**: SoC深度睡眠，仅关键唤醒源 (~0.5W, 500ms唤醒)
+- **关机模式**: SoC完全关闭，仅MCU超低功耗 (~0.1W, 2000ms唤醒)
 
-### 4.2 状态机设计
-- MCU主导电源状态切换
-- SoC通过SPI发送电源请求
-- 温度异常自动降频保护
+### 4.2 状态机与协议实现
+- MCU主导电源状态切换，SoC通过SPI发送POWER_MODE_REQ
+- 严格遵循IPCL电源模式切换流程（6步握手协议）
+- 唤醒源优先级管理：钥匙启动 > 远程唤醒 > 传感器触发 > 定时唤醒
+- 故障处理：SoC异常时MCU通过GPIO RESET_N强制复位（≥100ms低电平）
 
 ## 5. 摄像头数据处理流水线
 
-### 5.1 数据通路
+### 5.1 数据通路（零拷贝优化）
 ```
 摄像头 → V4L2驱动 → 图像预处理 → DMA传输 → F1共享内存 → CNN推理 → 结果回调
 ```
 
-### 5.2 性能优化
-- 零拷贝DMA传输
-- 多缓冲区流水线处理
-- 实时性保障：端到端延迟 < 100ms
+### 5.2 性能与可靠性
+- 零拷贝DMA传输，避免CPU内存瓶颈
+- 多缓冲区流水线处理，支持实时视频流
+- 端到端延迟 < 100ms（满足商用车实时性要求）
+- 极端温度环境下的稳定性保障（-40℃~85℃）
 
 ## 6. 关键技术指标
+- **硬件平台**: Fellow 1芯片，138 TOPS算力
 - **工作温度**: -40℃ ~ 85℃
 - **尺寸重量**: 60mm × 60mm, 50g
-- **推理性能**: Qwen-7B @ 138 TOPS
-- **功耗控制**: 四级电源管理模式
-- **通信带宽**: PCIe 3.0 (8 GT/s)
+- **推理性能**: Qwen-7B @ 138 TOPS, LLaMA-7B @ 138 TOPS
+- **通信性能**: SPI ≥10Mbps, UART ≥1Mbps, PCIe 3.0 8GT/s
+- **电源管理**: 四级电源模式，智能功耗控制
+- **可靠性**: 3秒SoC健康监测，强制复位保护
 
 ## 7. 后续工作计划
-- [ ] 详细接口规范定义
-- [ ] 驱动开发和调试
-- [ ] 推理引擎集成测试
-- [ ] 电源管理状态机实现
-- [ ] 端到端系统联调
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+- [ ] 详细IPCL协议栈实现（SPI/UART/GPIO驱动）
+- [ ] 电源管理状态机开发与测试
+- [ ] Fellow 1 NPU驱动集成与优化
+- [ ] 大模型量化与部署验证
+- [ ] 端到端系统集成与环境测试
+- [ ] 故障恢复机制验证
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