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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
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》