# 商用车AI-Box Demo - 产品需求规格书（正式版）

**版本**：v1.0  
**日期**：2026-03-04  
**产品经理**：猪小杰  
**项目经理**：徐工  
**对接人**：孙凯瑾  

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## 1. 文档修订记录

| 时间 | 版本 | 作者 | 变更内容 |
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| 2026-03-04 | v1.0 | 猪小杰 | 初稿，整合飞书需求、Gitea架构、IPCL通信、电源设计文档 |

## 2. 项目背景

### 2.1 产品目标
打造一款面向商用车场景的AI域控制器Demo，聚焦**低功耗、低成本、高集成度、国产化适配**四大核心目标。

### 2.2 技术平台
- **核心芯片**：深明奥思Fellow 1大模型推理芯片
- **AI算力**：138 TOPS（INT4/INT8/FP16）
- **系统架构**：异构多核（MCU电源管理 + SoC逻辑控制 + F1大模型推理）
- **工作温度**：-40℃ ~ 85℃
- **物理规格**：60mm × 60mm，50g

## 3. 功能需求

### 3.1 核心功能
- **大模型推理**：支持Qwen-7B/LLaMA-7B端侧推理，通过语音/串口交互
- **视觉识别**：摄像头图像采集，CNN物体类型识别
- **多模态接口**：OpenAI API兼容层，WebSocket实时通信

### 3.2 系统服务
- **电源管理**：四级电源模式（运行/休眠/低功耗/关机）
- **健康监控**：SoC状态监测，异常自动复位
- **故障恢复**：通信失效时GPIO强制复位

## 4. 系统架构

### 4.1 分层架构
```
┌─────────────────┐
│   应用层        │ ← AI服务、系统服务、多模态接口
├─────────────────┤
│   框架层        │ ← 通信中间件、推理引擎、模型管理  
├─────────────────┤
│   驱动层        │ ← MCU电源管理、SoC Linux驱动
└─────────────────┘
```

### 4.2 芯片间通信
- **MCU ↔ SoC**：SPI(10Mbps) + UART(1Mbps) + GPIO(复位)
- **SoC ↔ F1**：PCIe 3.0 (8 GT/s)

## 5. 通信协议规范

### 5.1 SPI通信协议
- **速率**：≥10Mbps
- **包长**：≤512字节
- **校验**：CRC校验
- **命令类型**：
  - `0x01` POWER_MODE_REQ（电源模式请求）
  - `0x02` POWER_MODE_ACK（电源模式确认）
  - `0x03` DATA_TRANSFER（数据传输）
  - `0x05` STATUS_REPORT（状态报告）

### 5.2 UART通信协议
- **速率**：≥1Mbps
- **用途**：SoC健康状态监测（CPU/内存/外设状态）
- **超时机制**：3个周期无响应 → GPIO强制复位

### 5.3 GPIO通信协议
- **信号**：RESET_N（低电平有效）
- **持续时间**：≥100ms
- **使用场景**：SPI/UART失效、SoC无响应、严重故障

## 6. 电源管理策略

### 6.1 四级电源模式

| 模式 | SoC状态 | MCU状态 | 功耗 | 唤醒时间 |
|------|---------|---------|------|----------|
| 运行模式 | 全功率运行 | 正常监控 | ~10W | 0ms |
| 休眠模式 | 降频运行 | 正常监控 | ~2W | 100ms |
| 低功耗模式 | 深度睡眠 | 低功耗监控 | ~0.5W | 500ms |
| 关机模式 | 完全关闭 | 超低功耗 | ~0.1W | 2000ms |

### 6.2 唤醒源管理
- **最高优先级**：钥匙启动（关机模式唤醒）
- **高优先级**：远程唤醒（所有模式）
- **中优先级**：传感器触发（休眠/低功耗模式）
- **低优先级**：定时唤醒（休眠/低功耗模式）

## 7. 验收标准

### 7.1 功能验收
- [ ] 大模型推理：Qwen-7B端侧推理延迟 ≤ 500ms
- [ ] 视觉识别：物体识别准确率 ≥ 95%
- [ ] 电源切换：四级模式切换成功率 100%

### 7.2 性能验收
- [ ] 工作温度：-40℃ ~ 85℃稳定运行
- [ ] 功耗指标：各模式功耗符合设计规格
- [ ] 通信可靠性：SPI/UART误码率 ≤ 10⁻⁶

### 7.3 可靠性验收
- [ ] 故障恢复：SoC异常复位时间 ≤ 3秒
- [ ] 环境测试：通过高低温、振动、EMC车规级测试

## 8. 后续工作计划

- [ ] 详细接口规范定义（3月10日前）
- [ ] 驱动开发和调试（3月20日前）
- [ ] 推理引擎集成测试（3月25日前）
- [ ] 电源管理状态机实现（3月30日前）
- [ ] 端到端系统联调（4月10日前）

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> **备注**：本文档基于以下资料整合：
> 1. 《商用车AI-Box Demo开发需求》（飞书文档）
> 2. `ARCHITECTURE.md`（Gitea仓库）
> 3. 《AI-Box智能终端IPCL设计文档》
> 4. 《AI-Box智能终端电源设计文档》