佐思汽研對當前國內(nèi)主流的高算力ADAS域控制器產(chǎn)品和技術(shù)信息進行了研究匯總，如華為MDC、大疆ADAS域控樣機等。

本文將圍繞ADAS域控制器的CPU、MCU、存儲、接口等關(guān)鍵器件進行簡要分析。

01 CPU

在CPU選型上，各家域控制器為達到NOP/NGP等L2+級高階ADAS功能，均在追求大算力芯片，目前應(yīng)用較多的是英偉達Xavier和Orin。

英偉達的Xavier和Orin都內(nèi)置立體雙目硬核加速，可以直接硬線輸出視差圖（Disparity map），還有光流加速模塊，立體雙目的光流效果比單目好很多，對立體雙目企業(yè)來說，最核心的軟件資產(chǎn)是立體匹配算法，大部分都是半全局匹配，但要真做的好，需要長時間摸索。

英偉達Orin芯片基本參數(shù)，圖片來源：NVIDA官網(wǎng)

深度圖的計算主要是CPU的工作。深度圖之后是自由空間（Freespace）計算，主要由GPU負責。

02

域控制器里的MCU

一般來說，ADAS域控制器用的MCU都是由英飛凌或NXP提供，特別是英飛凌的TC297X/397X系列，市場占有率很高。瑞薩、英飛凌和NXP的主流MCU都達到ASIL-D級標準，如大疆ADAS域控制器工程樣機的MCU采用德州儀器TMS570LC4357，該芯片2014年推出，未通過ASIL認證，只有AEC Q-100認證。

2024年下半年，英飛凌計劃開始量產(chǎn)采用28nm技術(shù)工藝的新AURIX TC4xx。AURIX TC4xx系列微控制器主要面向大量數(shù)據(jù)吞吐類應(yīng)用，如高級輔助駕駛系統(tǒng)、各個域控制器、新能源和網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)等。

英飛凌TC4xx架構(gòu)圖，圖片來源：英飛凌官網(wǎng)

MCU非常重要，這是保證域控制器達到ASIL-C/D級認證最重要的一環(huán)。

03 接口

ADAS域控制器需要豐富的接口（視頻接口、以太網(wǎng)接口、CAN接口等）來連接各種傳感器設(shè)備，如：攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、組合導(dǎo)航、IMU以及V2X模塊等。

攝像頭接口一般采用GMSL、LVDS、FPDLink等協(xié)議，毫米波雷達一般采用CAN/FD通訊，而激光雷達需要上傳大量的數(shù)據(jù)多采用以太網(wǎng)接口。

在大疆ADAS域控制器載板MCU上方是兩個以太網(wǎng)交換機，即Marvell的88EA6321，左邊是一個硬盤SATA接口，用Marvell的88SE9171芯片將SATA轉(zhuǎn)換為PCIe接口，絕大部分開發(fā)板都不帶SATA接口，一般都用USB接口。88SE9171旁邊還有一個臺灣華邦Winbond的W25Q64JV，這是一個NOR Flash，容量為64Mb，應(yīng)該是存儲了簡單的硬盤驅(qū)動程序。

Marvell第一代車載以太網(wǎng)交換機88EA6321，是7端口以太網(wǎng)千兆性能交換機，充分符合IEEE802.3車載標準，支持AVB（音頻/視頻橋接功能），并支持低能耗以太網(wǎng)，可降低功耗。該款7端口以太網(wǎng)交換機集成了2個IEEE 10/100/1000BASE-T/TX/T端口、2個RGMII/xMII（這2個端口可配置成1個 GMII）端口和1個SGMII/SerDes端口。

該交換機提供遠程管理功能，可輕松連接和配置該設(shè)備。它通常是在主處理器和MCU之間的橋梁，也就是英偉達Xavier和德州儀器TMS570LC4357。

88EA6321是Marvell早期產(chǎn)品，目前Marvell的以太網(wǎng)交換器已經(jīng)演進到第三代，不過Marvell比較先進的產(chǎn)品通常只和大廠合作。88EA6321目標市場是對安全要求不太高的場合，如車身控制器、Infotainment控制器和網(wǎng)關(guān)。最高也只支持1G，雖然特斯拉也在用這顆芯片，即使大眾這樣的傳統(tǒng)車廠的新產(chǎn)品不會用如此低帶寬的交換機，目前最先進的設(shè)計，最高已經(jīng)支持10G，也就是千兆以太網(wǎng)，一般也支持到2.5G。

某些點云密度高的激光雷達，峰值速率可能會超過每秒100M，88EA6321不適合接點云密度高的激光雷達（用CAN更不可能了，CAN最高可用的只有0.5M帶寬），而目前主流的毫米波雷達都是CAN或CAN-FD接口，極少數(shù)4D毫米波雷達可選以太網(wǎng)輸出，默認一般是CAN-FD。

04 存儲

與消費電子領(lǐng)域相同，車端開始規(guī)?；捎肔PDDR DRAM、UFS、eMMC等高速存儲器件，以滿足ADAS域控制器的系統(tǒng)、軟件級算法對數(shù)據(jù)傳輸與存儲需求。目前，主流域控制器存儲組合主要采用“LPDDR+UFS”的形式，與手機端存儲組合一致。

域控用存儲，美光走在了行業(yè)前列。其在2021年6月，美光推出首款車用UFS 3.1內(nèi)存設(shè)備產(chǎn)品組合，更具成本/密度優(yōu)勢。美光UFS 3.1的數(shù)據(jù)讀取性能是上一代 UFS 2.1的兩倍，連續(xù)寫入性能提高了50%，可滿足3級以上ADAS系統(tǒng)和黑匣子應(yīng)用中不斷增長的傳感器和攝像頭數(shù)據(jù)對于實時本地存儲的需求。

理想L9 ADAS域控制器，便搭載了美光車規(guī)級LPDDR5 DRAM內(nèi)存和基于3D TLC NAND技術(shù)的UFS 3.1存儲芯片。截至目前，美光LPDDR5是業(yè)界唯一一款獲得汽車安全完整性等級ASIL-D認證的內(nèi)存產(chǎn)品。

隨著車輛智能駕駛輔助等級提高，及高速/城市NGP、自動泊車AVP等功能的逐步應(yīng)用，將進一步帶動車規(guī)DRAM容量、帶寬及產(chǎn)品要求。

容量方面，根據(jù)美光的數(shù)據(jù)，L1/2級汽車單車DRAM容量需求約8GB，L3級和L5級則分別提升至16GB和74GB。

帶寬方面，L2級DRAM帶寬一般為25-50GB/s，L3級時帶寬可達200GB/s，L4級之后帶寬將提升至1TB/s。

產(chǎn)品方面，L2級主要采用基礎(chǔ)的DDR2/DDR3，現(xiàn)階段L2開始向L3升級，DRAM也將逐步往DDR4/LPDDR4/LPDDR5/GDDR5切換。

UFS層面，UFS由JEDEC特別定義為e-MMC的高性能存儲器替代品。它已經(jīng)成為主要的智能手機解決方案，并持續(xù)遷移到車載應(yīng)用和其他應(yīng)用當中。UFS最終將超越e-MMC，成為主要的車載應(yīng)用存儲解決方案。

05 解串行

解串行的代表型號是德州儀器的DS90UB960。360全景魚眼鏡頭環(huán)視通常由Infotainment完成，環(huán)視的有效距離一般都在10米內(nèi)，不可能做遠距離的ADAS，一般只用來泊車，ADAS域控制器不考慮360環(huán)視，再說，一個DS90UB960足以對應(yīng)4個360環(huán)視圖像傳感器。



DS90UB960典型應(yīng)用圖，圖片來源：德州儀器

上圖是德州儀器DS90UB960的典型應(yīng)用圖，即接4個200萬像素幀率30Hz的YUV444數(shù)據(jù)，或者4個200萬像素幀率60Hz的YUV420數(shù)據(jù)，后者可能性更大。

DS90UB954是DS90UB960簡化版，從4Lane減少到2Lane。與之配套的一般是DS90UB953。

推測特斯拉的車內(nèi)駕駛員狀態(tài)監(jiān)測用這顆芯片，因為攝像頭的LVDS輸出不適合遠距離傳送，基本上攝像頭都要配備一個解串行芯片，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行用同軸或STP傳輸，這樣傳輸距離遠且EMI電磁干擾更容易過車規(guī)。

這里需要說明一下攝像頭的數(shù)據(jù)格式，通常由RAW RGB、YUV兩種。

YUV常見的有三種級YUV444，YUV422和YUV420。

計算帶寬的公式對RAW RGB來說是像素×幀率×比特×4，比如一款攝像頭輸出30Hz，200萬像素，那么帶寬是200萬x30x8x4，即1.92Gbps，這個帶寬太寬了。

YUV444是像素×幀率×比特×3，即1.44Gbps，YUV422是像素×幀率×比特×2，即0.96Gbps，YUV420是像素×幀率×比特×1.5，即0.72Gbps。

ADAS通常對色彩考慮不多，YUV420足夠。除車載外一般多采用YUV422。







審核編輯：劉清