對(duì)于L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō),沒(méi)有一套性能優(yōu)秀的中央計(jì)算單元(域控制器),可能所有的傳感器和算法都成了擺設(shè)。
感知環(huán)境,數(shù)據(jù)處理,路徑規(guī)劃,并與云進(jìn)行同步通信,不斷增加的傳感器數(shù)量,反過(guò)來(lái)需要更高性能和集成化的計(jì)算單元來(lái)維持對(duì)關(guān)鍵安全信息的無(wú)延時(shí)處理。
眾所周知,傳統(tǒng)的為每個(gè)新功能增加離散電子控制單元(ECU)的方法會(huì)增加E/E體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性并減慢關(guān)鍵安全信息的通信處理,從而影響自動(dòng)駕駛車(chē)輛的性能。
此外,在車(chē)輛中,布線(線束)也是占據(jù)較大車(chē)身重量的部件。減少布線將導(dǎo)致重量減少,從而提高燃料效率。通過(guò)降低復(fù)雜性和成本,域控制架構(gòu)和以太骨干網(wǎng)對(duì)于未來(lái)的E/E開(kāi)發(fā)將是重要的。
從目前的體系結(jié)構(gòu)來(lái)看,主要分為三層:傳感器的邊緣數(shù)據(jù)處理趨勢(shì)明顯,更高級(jí)的功能有集中式的微控制器單元(MCU)處理,而多傳感器融合數(shù)據(jù)則選擇有集中式的域控制器計(jì)算單元來(lái)負(fù)責(zé)。
而圍繞域控制器的競(jìng)爭(zhēng)顯然已經(jīng)開(kāi)始顯現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)激烈的苗頭。
繼采埃孚、偉世通、Aptiv、大陸集團(tuán)之后,又一家傳統(tǒng)汽車(chē)Tier1 Veoneer(奧托立夫分拆)今天宣布開(kāi)發(fā)了宙斯超級(jí)計(jì)算機(jī)——設(shè)計(jì)用于滿足L4自主駕駛的要求與Zenuity的自動(dòng)駕駛軟件棧,基于NVIDIA Xavier。
宙斯是一個(gè)ADAS/AD ECU,融合來(lái)自攝像頭、雷達(dá)和其他傳感器的數(shù)據(jù),建立在NVIDIA Xavier系統(tǒng)芯片上,通過(guò)集成6種不同的處理器,加速多種多樣的冗余算法,包括深層學(xué)習(xí)人工智能軟件,處理多達(dá)27個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)。
目前,市場(chǎng)上在用的針對(duì)L1級(jí)輔助駕駛的,大多數(shù)仍是使用單獨(dú)的ECU控制。而ADAS ECU主要面向L2級(jí)自動(dòng)輔助駕駛,用于LDW/LKA與AEB的融合處理,而到了L3級(jí)自動(dòng)駕駛,AD ECU的需求就會(huì)開(kāi)始爆發(fā)。
域控制器的市場(chǎng)啟動(dòng),也受益于高性能SoC處理器的出現(xiàn),包括瑞薩的R-Car H3,NXP S32V,NVIDIA DRIVE PX等,而這些高性能處理器還必須滿足實(shí)時(shí)性、功能安全性和安全性的要求。
目前,對(duì)于域控制器搭載的SoC芯片也有很高的要求,比如:
以太網(wǎng)架構(gòu)管理高傳輸數(shù)據(jù)量,包括時(shí)間敏感數(shù)據(jù),并減少點(diǎn)到點(diǎn)布線。
LPDDR4/4x以高達(dá)3200兆位/秒及以上的數(shù)據(jù)速率工作,這加快了汽車(chē)級(jí)SoC中的DRAM操作。
MIPI標(biāo)準(zhǔn),如MIPI相機(jī)串行接口和顯示串行接口,在成像和顯示應(yīng)用中提供高性能的連接;
PCI Express,對(duì)4G或未來(lái)5G和外部SSD具有高可靠性的處理器到處理器的連接性。;
5G和IEEE標(biāo)準(zhǔn),如802.11p,幫助提供到云和來(lái)自云的地圖或圖像的實(shí)時(shí)更新,以及車(chē)輛到車(chē)輛或車(chē)輛到基礎(chǔ)設(shè)施的通信。;
硬件和軟件中的安全協(xié)議,用于通過(guò)USB、WiFi或藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù);
傳感器和控制子系統(tǒng)卸載主機(jī)處理器并融合傳感器數(shù)據(jù)以管理傳感器提供的不同類型的傳感器數(shù)據(jù);
更先進(jìn)的制造工藝技術(shù),從傳統(tǒng)的90納米、65納米和40納米到更先進(jìn)的16納米、14納米甚至7納米的FinFET工藝。
使用的處理器將是異構(gòu)的多核處理器,可能具有幾個(gè)內(nèi)核、GPU和千兆以太網(wǎng)通道。對(duì)于安全關(guān)鍵功能,如可信性檢查、監(jiān)視和結(jié)果驗(yàn)證,額外的這些核心安全機(jī)制將被集成到芯片上,或者集成到板上的第二處理器。
目前,普遍的自動(dòng)駕駛研發(fā)和測(cè)試采用的是傳統(tǒng)工控機(jī),但基本上無(wú)法通過(guò)車(chē)規(guī)量產(chǎn),同時(shí)功耗、體積都是其弊端。(業(yè)內(nèi)有句潛臺(tái)詞:看這家自動(dòng)駕駛方案能否量產(chǎn),打開(kāi)后備箱看看是否是工控機(jī),就可以輕松判斷。)
“我們看到了新的機(jī)會(huì),來(lái)自于L3級(jí)及以上自動(dòng)駕駛,他們需要多傳感器的數(shù)據(jù)融合。”偉世通首席執(zhí)行官Sachin Lawande表示,這家公司在今年初的CES展上推出了旗下第一款用于自動(dòng)駕駛的多域控制器DriveCore。
DriveCore可無(wú)縫對(duì)接任何廠商提供的攝像頭、毫米波雷達(dá)及激光雷達(dá)傳感器。此外,還為防止控制器可能的過(guò)熱,DriveCore配備了一套復(fù)雜的液冷系統(tǒng)。
隨著L3級(jí)自動(dòng)駕駛的大規(guī)模量產(chǎn)時(shí)間普遍預(yù)估在2020年開(kāi)始,現(xiàn)在這些已經(jīng)推出域控制器產(chǎn)品的Tier1,將圍繞這一市場(chǎng)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
目前,國(guó)內(nèi)也有包括德賽西威、經(jīng)緯恒潤(rùn)、東軟睿馳、均勝電子、知行科技、環(huán)宇智行等不少?gòu)S商在研發(fā)和已經(jīng)推出針對(duì)不同自動(dòng)駕駛等級(jí)的域控制器產(chǎn)品。
以目前量產(chǎn)的特斯拉AutoPilot2.0硬件平臺(tái)為例,這是一塊基于定制液冷散熱模塊的雙計(jì)算單元平臺(tái)(集成了自動(dòng)駕駛和智能座艙兩大計(jì)算單元,在兩塊不同的板上,但放置于一個(gè)盒子內(nèi)。)
而一個(gè)好的域控制器架構(gòu),可以帶來(lái)未來(lái)硬件和軟件的復(fù)用,這將大大降低車(chē)輛的維護(hù)成本和用戶體驗(yàn)。這在特斯拉上已經(jīng)有非常成熟的應(yīng)用。
而從設(shè)計(jì)角度,多域控制器架構(gòu)一是能夠?qū)鞲信c處理分開(kāi),傳感器與ECU不再是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,尤其對(duì)于OEM來(lái)說(shuō),可以隨意更換傳感器的供貨商(在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的基礎(chǔ)上);
二是平臺(tái)本身的可擴(kuò)展性,能夠?qū)拥膫鞲衅黝愋团c數(shù)目并不固定,可以根據(jù)OEM的需求對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)。
自動(dòng)駕駛域控制器注重的是靈活可用,滿足B端客戶需求,因此在具體的實(shí)現(xiàn)方案上,會(huì)有多種選擇。域控制器在業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成共識(shí),無(wú)論主機(jī)廠還是Tier1,都在發(fā)力。在下一代的車(chē)型中,或多或少都會(huì)加入一部分域控制器的概念。
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原文標(biāo)題:爭(zhēng)奪自動(dòng)駕駛“小盒子” | GGAI視角
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