構(gòu)建安全可靠的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)非常復(fù)雜，沒(méi)有制造商可以單獨(dú)開(kāi)發(fā)所有必要的技術(shù)。

相反，有一個(gè)廣泛的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，每個(gè)合作伙伴都致力于所需技術(shù)的不同方面。

毫無(wú)疑問(wèn)，這些子系統(tǒng)的集成對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)的成功至關(guān)重要。借助正確的開(kāi)發(fā)和測(cè)試平臺(tái)，開(kāi)發(fā)人員可以迭代地設(shè)計(jì)、構(gòu)建和測(cè)試他們的想法，從而更快、更可靠地將其從概念轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)過(guò)驗(yàn)證且可投入生產(chǎn)的設(shè)計(jì)。

一家開(kāi)發(fā) ADAS 和自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)工具的公司最近向Vecow尋求幫助，為其開(kāi)發(fā)和測(cè)試平臺(tái)創(chuàng)建硬件。Vecow 是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)用于汽車和工業(yè) AI 等應(yīng)用的工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)的領(lǐng)導(dǎo)者。

首先，該平臺(tái)需要為 OEM 和一級(jí)供應(yīng)商設(shè)計(jì)。它還需要為開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證系統(tǒng)功能和性能提供集成的軟件和硬件。該平臺(tái)還需要能夠收集、同步和分析來(lái)自各種相機(jī)和其他傳感器的數(shù)據(jù)。

由于要使用的攝像頭和傳感器種類繁多，平臺(tái)將變得至關(guān)重要，而且系統(tǒng)能夠支持全方位的接口也很重要。范圍從串行端口到 CAN、CAN FD、FlexRay、LIN、以太網(wǎng)（即，用于 LiDAR）和 USB 等。還需要具有足夠 I/O 的靈活硬件來(lái)提供足夠數(shù)量的每個(gè)接口。隨著可用傳感器和攝像頭的列表不斷增加，所需的硬件接口和軟件驅(qū)動(dòng)程序必須易于集成，以便快速輕松地支持每個(gè)新設(shè)備。

OEM 在最初的努力中遇到的一個(gè)問(wèn)題是很難找到一個(gè)能夠滿足其大多數(shù)汽車客戶需求的單一工業(yè)計(jì)算平臺(tái)。每個(gè)汽車制造商都必須滿足針對(duì)不同應(yīng)用和目標(biāo)市場(chǎng)的不同規(guī)格。必須為每個(gè)客戶構(gòu)建特定的計(jì)算平臺(tái)將大大延遲公司交付系統(tǒng)的能力。這也會(huì)使支持該領(lǐng)域的每個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái)變得更加困難。創(chuàng)建定制系統(tǒng)會(huì)推高它們的價(jià)格并限制它們的競(jìng)爭(zhēng)能力。

制造商也不希望使用定制平臺(tái)。將系統(tǒng)集成在一起時(shí)，可能很難確定每個(gè)獨(dú)特系統(tǒng)的要求，尤其是當(dāng)每個(gè)車輛應(yīng)用程序都不同時(shí)。使用定制方法，制造商必須根據(jù)具體情況確定必須執(zhí)行哪些適當(dāng)?shù)挠?jì)算系統(tǒng)。這會(huì)導(dǎo)致開(kāi)發(fā)延遲，因?yàn)楣こ虉F(tuán)隊(duì)必須評(píng)估可用技術(shù)，定義自定義系統(tǒng)，然后花時(shí)間集成自定義系統(tǒng)，然后才能對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。定制設(shè)計(jì)的進(jìn)一步復(fù)雜性可能會(huì)導(dǎo)致挫折，尤其是當(dāng) ADAS 和自動(dòng)駕駛技術(shù)以驚人的速度發(fā)展時(shí)，導(dǎo)致應(yīng)用和市場(chǎng)需求不斷變化。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，平臺(tái)公司求助于 Vecow 來(lái)幫助定義和構(gòu)建一個(gè)工業(yè)計(jì)算平臺(tái)，以滿足客戶不同的硬件、軟件、電源和預(yù)算要求。

ADAS 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)要求

ADAS 和自動(dòng)駕駛功能的復(fù)雜性意味著該平臺(tái)必須提供強(qiáng)大的計(jì)算和處理資源。更復(fù)雜的處理是，車輛需要實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)，以滿足車輛高速行駛的嚴(yán)格響應(yīng)要求。

為滿足接口需求，硬件需要豐富靈活的I/O。具體來(lái)說(shuō)，該平臺(tái)需要多個(gè)用于相機(jī)的 USB 2.0 和 3.0 端口，多個(gè)用于擴(kuò)展卡的 PCIe 插槽，以及用于連接其他硬件的多個(gè) Mini PCIe 插槽。

跨平臺(tái)解決方案也是必須的。雖然該系統(tǒng)主要基于 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng) （OS），但它需要支持制造商跨不同平臺(tái)、應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)使用的所有內(nèi)部和第三方軟件。

汽車動(dòng)力

特別值得關(guān)注的是車載功耗和電源保護(hù)。開(kāi)發(fā)和測(cè)試平臺(tái)需要在車輛中運(yùn)行以收集真實(shí)數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)還依賴于通常具有高功耗的 GPU。汽車應(yīng)用面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是更高功率的子系統(tǒng)會(huì)影響安全性。具體來(lái)說(shuō)，如果 ADAS 和自動(dòng)駕駛平臺(tái)耗電量過(guò)多，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或關(guān)機(jī)，從而使駕駛員處于危險(xiǎn)之中。因此，平臺(tái)需要能夠利用車輛的可用電源可靠且穩(wěn)健地運(yùn)行。

系統(tǒng)架構(gòu)還需要考慮物理魯棒性。考慮到車輛在道路測(cè)試和實(shí)際使用過(guò)程中可能遇到的各種環(huán)境條件，該系統(tǒng)必須支持較寬的工作溫度。硬件還必須能夠承受使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的振動(dòng)和沖擊水平，例如激活緊急制動(dòng)器時(shí)。

優(yōu)化一致且靈活的平臺(tái)

Vecow 與合作伙伴公司合作，為其客戶定義了三個(gè)硬件和軟件解決方案平臺(tái)，稱為 Autoware 平臺(tái)。入門(mén)級(jí)平臺(tái)基于Vecow 的 SPC-4020A 嵌入式 PC，基于 Intel Atom CPU。它專為需要收集相對(duì)少量數(shù)據(jù)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，具有緊湊的尺寸、優(yōu)化的車載操作電源以及靈活的接口范圍（CAN、USB 和 Mini PCIe）。

對(duì)于需要更多數(shù)據(jù)收集和處理并具有實(shí)時(shí)響應(yīng)能力的應(yīng)用，RCX-1440R Advanced Autoware 平臺(tái)提供基于英特爾酷睿 i7-97001 處理器和英特爾 C246 芯片組的工作站級(jí)功能。通過(guò)定制背板，RCX-1440R 可以支持更廣泛的接口，最大功率預(yù)算為 300 W。

對(duì)于計(jì)算最密集的應(yīng)用程序，Vecow 提供了GPC-1000 Professional 平臺(tái)，能夠?qū)?shí)時(shí) AI 計(jì)算帶到邊緣。憑借配備 Intel C246 芯片組的 Intel Xeon E-2278GE 處理器，GPC-100 可提供 1500 W 的最大功率預(yù)算。這足以支持多個(gè) GPU，并使開(kāi)發(fā)人員可以輕松連接和利用 GPU 資源進(jìn)行視頻和 AI處理應(yīng)用程序。

所有這些系統(tǒng)都針對(duì)車載操作進(jìn)行了優(yōu)化，支持廣泛的輸入功率、浪涌保護(hù)和點(diǎn)火功率控制功能。每個(gè)系統(tǒng)都支持在工業(yè)溫度范圍內(nèi)無(wú)風(fēng)扇運(yùn)行，并通過(guò) EN50155 認(rèn)證，具有抗沖擊和抗振動(dòng)保護(hù)功能。

這些系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有靈活的界面。開(kāi)發(fā)人員無(wú)需構(gòu)建自定義平臺(tái)，而是可以配置這些優(yōu)化系統(tǒng)以使用他們選擇的傳感器和擴(kuò)展卡。這也有助于面向未來(lái)的系統(tǒng)，因此當(dāng)這些設(shè)備可用時(shí)，它們可以支持新的傳感器、相機(jī)和其他子系統(tǒng)。

ADAS 和自動(dòng)駕駛的構(gòu)建模塊

這三個(gè)系統(tǒng)為構(gòu)建 ADAS 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這三個(gè)選項(xiàng)之間的選擇簡(jiǎn)化了制造商在確定使用哪個(gè)平臺(tái)時(shí)的評(píng)估過(guò)程。由于這些平臺(tái)將大量軟件與硬件集成在一起，進(jìn)一步加快了評(píng)估速度。此外，三個(gè)平臺(tái)的可用性意味著制造商可以選擇遷移到功能更強(qiáng)大的平臺(tái)，因?yàn)樗麄兊淖詣?dòng)駕駛汽車應(yīng)用程序的功能和復(fù)雜性都在增加。

通常，ADAS 和自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)在本地完成，但需要交付到全球市場(chǎng)。各個(gè)地區(qū)（美國(guó)、英國(guó)、西班牙、瑞典、日本、中國(guó)等）有不同的法規(guī)，因此自動(dòng)駕駛汽車開(kāi)發(fā)和測(cè)試平臺(tái)必須能夠反映這些地區(qū)差異。使用一致的工業(yè)計(jì)算平臺(tái)簡(jiǎn)化了跨區(qū)域、市場(chǎng)和應(yīng)用程序調(diào)整解決方案的過(guò)程。例如，平臺(tái)的靈活性使開(kāi)發(fā)人員能夠針對(duì)目標(biāo)區(qū)域使用適當(dāng)?shù)膫鞲衅骱蛿z像頭，并適應(yīng)新的傳感器和攝像頭。

為了成功開(kāi)發(fā)安全且堅(jiān)固的自動(dòng)駕駛汽車，制造商必須顛覆他們?cè)O(shè)計(jì)汽車的方式。設(shè)計(jì)硬件需要高水平的專業(yè)知識(shí)，以提供足夠的處理能力，同時(shí)安全可靠地滿足車輛的尺寸和功率限制。許多計(jì)算機(jī)平臺(tái)公司專注于更通用的市場(chǎng)，為了滿足汽車市場(chǎng)的要求，他們必須為每個(gè)應(yīng)用定制通用平臺(tái)。

Vecow 能夠創(chuàng)建一個(gè)針對(duì) ADAS 和自動(dòng)駕駛行業(yè)進(jìn)行了優(yōu)化的工業(yè)計(jì)算平臺(tái)，因?yàn)樗谄囶I(lǐng)域的廣泛工作以及認(rèn)真傾聽(tīng)客戶的意見(jiàn)。例如，通過(guò)花費(fèi)大量時(shí)間研究 GPU 的內(nèi)部電源要求以及如何可靠、穩(wěn)健地滿足這些電源需求，Vecow 了解這些系統(tǒng)需要支持的功能范圍以及如何安全地為其供電。

審核編輯：郭婷