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智能駕駛域控制器的架構(gòu)應(yīng)用方案的演進(jìn)

智能汽車電子與軟件 ? 來源:九章智駕 ? 作者:陳康成 ? 2022-10-19 16:21 ? 次閱讀
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前言:

1.早期:奧迪的zFAS(2015年4月開發(fā)完成)是智能駕駛域控制器最早期的架構(gòu)形態(tài),采用3顆SoC+MCU方案,該方案幾乎是把當(dāng)時在各個應(yīng)用領(lǐng)域性能最優(yōu)的芯片組合在了一起。zFAS模塊包含:SoC-1(Mobileye-EyeQ3)+ SoC-2(英偉達(dá)-Tegra K1VCM)+SoC-3(Altera-CycloneV)+MCU(英飛凌—Aurix-TC297T)

Mobileye - EyeQ3 :負(fù)責(zé)前置攝像頭圖像處理;

NVIDIA - Tegra K1 VCM :負(fù)責(zé)環(huán)視攝像頭圖像處理以及駕駛員的狀態(tài)監(jiān)控;

Altera - CycloneV:負(fù)責(zé)超聲波信號處理;攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等多源傳感器數(shù)據(jù)融合;作為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)內(nèi)部通信;

Infineon - Aurix TC297T :用于監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并對外進(jìn)行通信。

受限于整個行業(yè)能提供的計算平臺算力水平(EyeQ3的AI算力為0.256TOPS,Tegra K1 VCM單浮點(diǎn)運(yùn)算性能為350GFLOPS,Cyclone V的CPU算力為5250DMIPS),導(dǎo)致zFAS的整體性能水平受到了很大的限制。

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兩個不同時間段芯片性能的定性比較

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zFAS的電路主板示意圖(圖片來源 - 硬核汽車電子

備注:該域控制器由Mobieye提供EyeQ3芯片及對應(yīng)的軟件方案,TTTech提供中間件,奧迪自研一些上層應(yīng)用算法,安波福進(jìn)行系統(tǒng)集成。

2.現(xiàn)狀:隨著芯片廠商開放度提升,SoC芯片集成的異構(gòu)資源不斷豐富,以及CPU算力和AI算力的大幅提高,行車和泊車傳感器的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合等軟件算法開始逐漸地集成到一個功能更強(qiáng)大的異構(gòu)SoC里面去完成。因此,智駕域控硬件方案中選用SoC芯片的種類在減少,但仍然需要ASIL D級別的MCU作為輔助支持,比如德賽西威的IPU03:英偉達(dá)-Xavier + 英飛凌Safety MCU;華為的MDC610:昇騰610芯片+英飛凌Safety MCU。雖然有一些域控方案里依然會使用2~4顆SoC,但大都是選擇同一種型號的SoC,比如特斯拉的 Autopilot HW3.0平臺采用2顆FSD芯片;蔚來的NIO Adam域控平臺采用4顆Orin X芯片。

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信息來源:公開資料整理

3.未來:隨著SoC芯片集成化程度不斷提高,越來越多的SoC芯片將會在內(nèi)部集成ASIL D等級的MCU核心-功能安全島。那么,外掛的MCU的角色有被SoC內(nèi)部的功能安全島所取代的趨勢,市場上將會逐漸出現(xiàn)越來越多的單SoC芯片域控解決方案。比如,知行科技的IDC MID版本,通過單顆TDA4VM芯片實現(xiàn)行泊一體方案,預(yù)計在今年下半年量產(chǎn)應(yīng)用。

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備注:

外掛MCU:用于智能駕駛域控制上的SOC大多尚不能滿足高功能安全等級的要求,因此,在智駕域控的主板電路上還需要搭配一顆獨(dú)立的、達(dá)到ASILD等級的MCU芯片,比如英飛凌TC297/397等,用于滿足安全監(jiān)控、安全停車等高功能安全需求的應(yīng)用場景。 內(nèi)置MCU核心/功能安全島:通過在SoC內(nèi)部內(nèi)置MCU核心,利用鎖步的方式提升SoC芯片自身的功能安全等級,同時外設(shè)接口也會更豐富,一般會設(shè)有單獨(dú)的CAN接口,作為和整車底盤和毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)通訊接口,在緊急工況下實現(xiàn)車輛的安全停車。

一、SOC+ MCU硬件方案引發(fā)的思考

現(xiàn)在L2+及以上的智能駕駛域控硬件方案的形式主要是:N*SoC+MCU。其中,SoC一般主要負(fù)責(zé)感知、全局路徑規(guī)劃等,MCU則負(fù)責(zé)實時性要求很高的整車控制任務(wù)。為什么域控制器電路板上要布置一顆獨(dú)立的MCU芯片,它的作用是什么,去掉它到底行不行?

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當(dāng)前已量產(chǎn)應(yīng)用的主流智駕域控硬件方案(信息來源:公開資料整理)

1.1 外掛MCU的作用是什么?

在整個智能駕駛解決方案中,外掛MCU 需滿足功能安全 ASIL D要求,有多路CAN總線接口和高速以太網(wǎng)接口,能與車身傳感器連接,并接收和發(fā)送車身CAN總線和以太網(wǎng)信息,從而實現(xiàn)域控平臺與整車其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互。MCU主要支持的功能如下:

1)整車底盤控制功能:作為最后一道關(guān)口,對車輛的執(zhí)行命令進(jìn)行校驗處理,并對接底盤的控制功能;

2)狀態(tài)監(jiān)控 :供電模塊狀態(tài)、通信狀態(tài)、以及交互節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的監(jiān)控等;

3)執(zhí)行最小安全風(fēng)險策略:當(dāng)監(jiān)測到自動駕駛系統(tǒng)發(fā)生故障時,外掛MCU會及時進(jìn)入最小安全風(fēng)險條件,擔(dān)負(fù)起功能降級、駕駛員接管提醒、安全停車的作用。

1.2 去掉外掛MCU,到底行不行

如果打算去掉MCU,那么原先MCU干的“活”誰來接替呢?只能是SOC了,那么,現(xiàn)在SOC到底有沒有這個能力把MCU的活全干了呢?按理說是可以的,因為現(xiàn)在很多的SOC內(nèi)部開始集成MCU核心-功能安全島,性能也越來越接近外掛的MCU,比如TDA4VM 內(nèi)部的功能安全島,已經(jīng)可以達(dá)到ASILD等級,在一些情況下是完全可以替代外掛MCU。

但是為什么現(xiàn)在主流方案依然還是采用SOC+外掛MCU呢?經(jīng)過找業(yè)界相關(guān)專家調(diào)研咨詢,下面從技術(shù)和商業(yè)化角度來進(jìn)行簡單地進(jìn)行分析總結(jié):

1)技術(shù)上不是很成熟

雖然越來越多的芯片廠商開始考慮在SoC芯片內(nèi)部內(nèi)置MCU核心,但與傳統(tǒng)成熟工藝的MCU相比,內(nèi)置的MCU核心在功能安全、實時性和可靠性方面尚存在一些差距,畢竟任何新技術(shù)和新產(chǎn)品都需要一定的時間驗證。

安全性不足,內(nèi)存有限

英飛凌大中華區(qū)智能駕駛市場經(jīng)理余辰杰曾在一次公開演講中提到:現(xiàn)在的 AI SoC 算力豐富,有 Cortex-A 核、NPU、GPU等。更有一些SoC內(nèi)部集成一個MCU級別的實時鎖步核,稱之為safety island。它似乎在灌輸一個概念,SoC里面加了一對鎖步核就是功能安全ASIL-D了。其實一對鎖步的實時核跟ECU系統(tǒng),甚至僅僅是芯片自身達(dá)到 ASIL – D等級都不是一個概念。而且受制于die size,成本等原因,目前一些safety island上只集成了非常有限的RAM。以一個Lockstep R5F附加1M SRAM為例,如果希望程序都運(yùn)行在RAM中,程序的體積受到明顯制約。

《2萬字長文說清自動駕駛功能架構(gòu)的演進(jìn)》一文中也表達(dá)了類似的觀點(diǎn):“未來單SoC的價格會比SoC+MCU便宜,即使單SoC也能符合功能安全ASIL D的要求(目前行業(yè)內(nèi)的大算力SoC只能做到ASIL B),也可以滿足網(wǎng)絡(luò)安全要求,但是對于完全自動駕駛安全而言做到‘相對安全’還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,需要做到‘本質(zhì)安全’,因此筆者認(rèn)為外掛MCU還是非常有必要?!?/p>

軟件移植存在風(fēng)險

單SoC芯片方案尚未經(jīng)過充分的市場驗證,用內(nèi)置的MCU核心去取代外掛MCU這種革新式的設(shè)計,會有一些風(fēng)險。

前宇通客車智能網(wǎng)聯(lián)副院長彭能嶺認(rèn)為,之所以現(xiàn)在主流方案還是SoC +MCU,我覺得大家還是出于一種謹(jǐn)慎的態(tài)度,畢竟不同廠家的MCU里面的硬件資源以及硬件性能都不會完全一樣。如果把外掛MCU的功能移植到內(nèi)置功能安全島,在軟件的移植過程中會帶來一些風(fēng)險,比如軟件漏洞、軟件缺陷等。倒不如沿用現(xiàn)在的SoC+MCU方案更穩(wěn)妥。畢竟現(xiàn)在的軟件比以前更復(fù)雜,并且國家對產(chǎn)品的安全性、合規(guī)性等要求也越來越高。因此,任何車企都不太愿意貿(mào)然去冒風(fēng)險去掉外掛MCU。

2)商業(yè)上不是很合算

現(xiàn)階段投資回報率低

主機(jī)廠或者Tier1已經(jīng)習(xí)慣于把控車等功能放到外掛的MCU上去實現(xiàn),并在上面跑傳統(tǒng)的AUTOSAR CP操作系統(tǒng)。現(xiàn)在Tier1如果打算把外掛MCU的功能遷移到內(nèi)部不但需要投入人力和時間成本,同時也需要滿足一些客觀條件:第一個是SoC芯片內(nèi)置MCU核心的可靠性和功能安全等級達(dá)到了規(guī)定要求;第二個是整個軟件平臺也要有對應(yīng)的方案。從長期來看,這是一個趨勢,但過渡肯定需要時間,需要投入研發(fā)成本。

寒武紀(jì)行歌產(chǎn)品副總裁劉道福提到,對于現(xiàn)在的車型平臺,主機(jī)廠考慮到研發(fā)周期的緊迫性,一般不太愿意去嘗試和更換新的架構(gòu)方案,主機(jī)廠已經(jīng)習(xí)慣使用老的架構(gòu)方案,比如控車用TC297/397等,并且這些方案已經(jīng)很成熟。對于下一代新的平臺,主機(jī)廠有更多時間去做研發(fā),會從更高的集成度、更低的量產(chǎn)成本去考慮這件事,可能愿意投入一定的資源去做。在行歌的未來產(chǎn)品中,會考慮將MCU功能集成到SoC中,從而提高域控制器集成度,降低域控制器的整體BOM成本。

“目前國內(nèi)車廠項目的平臺化相對來講沒有海外體系成熟,部分車型項目比較碎片化一些。從Tier1的角度來講,如果僅僅是拿到了一個車型或者一個項目,量級可能較小,相應(yīng)的開發(fā)費(fèi)有限。外掛MCU拿掉,雖然硬件上的成本省了一點(diǎn),但把所有的綜合成本算下來,包括重新匹配AUTOSAR、以及在AUTOSAR CP上部署一些其它軟件等工作算進(jìn)去,相比沿用已成熟量產(chǎn)的現(xiàn)成方案,估計不太合算。所以它不僅僅是技術(shù)層面的可行性問題,更多還需要從商業(yè)的角度考慮?!焙谥ヂ橹悄墚a(chǎn)品副總裁丁丁講道。

現(xiàn)階段,外掛MCU方案作為成熟方案,具有實現(xiàn)上的便利性和成本上的優(yōu)勢

外掛的MCU已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和明確的產(chǎn)業(yè)分工。英飛凌,NXP以及瑞薩等傳統(tǒng)MCU廠商,MCU已經(jīng)做了很多代,各方面都已經(jīng)比較成熟,在生態(tài)鏈上已經(jīng)有很多合作伙伴。有的合作伙伴負(fù)責(zé)MCU上AUTOSAR的適配,有的負(fù)責(zé)上層應(yīng)用的開發(fā),已經(jīng)形成了一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈條,對于Tier1或者車廠來講,只要花錢就能夠找到合作伙伴幫助他們完成。

安霸軟件研發(fā)高級總監(jiān)孫魯毅認(rèn)為,外掛MCU的獨(dú)立性更強(qiáng),Tier1在它上面開發(fā)的一些軟件,做一些基礎(chǔ)性工作,比如AUTOSAR CP的適配或基于毫米波雷達(dá)的一些功能?;谝活wMCU開發(fā)的軟硬件可以反復(fù)重用,而不用顧慮主控的SoC芯片究竟選擇的是哪家,進(jìn)而可以減少Tier1的工程量,縮短開發(fā)時間、降低開發(fā)成本。

二、單SOC芯片方案的優(yōu)勢以及挑戰(zhàn)

當(dāng)前的智駕域控的主流方案依然是 N*SOC+MCU的形式,但是,去掉外掛MCU在未來是不可忽視的技術(shù)趨勢。如果方案中去掉外掛MCU,并且行車和泊車功能都整合到一個SOC里,那么就是理想型的單SOC芯片方案了。

2.1 單SOC芯片方案的優(yōu)勢

1)降低系統(tǒng)復(fù)雜度,縮短通訊時延

N*SoC+MCU的方案不管是片間的通訊,還是硬件的設(shè)計,都比較復(fù)雜。軟件架構(gòu)也很難做得很靈活,會存在一些兼容性和適配性的問題。片間雖然可以通過以太網(wǎng)或者PCIe進(jìn)行通訊,但依然存在一定的通訊延遲。而單soc芯片方案無所考慮片間之間的通訊連接,主計算的性能核與內(nèi)置的功能安全島之間共享內(nèi)存,通信效率比較高,時延要低很多。

2)有利于整車布置和系統(tǒng)硬件成本的降低

單SoC芯片方案,會使得整個系統(tǒng)相對簡單,不僅BOM成本能夠有一定程度的節(jié)省,同時還可以更好的控制域控制器的設(shè)計尺寸,便于整車的空間布置。

3)有利于整個系統(tǒng)的OTA升級

即使是單SoC芯片方案,內(nèi)部也存在多個分區(qū),但加載一套OTA系統(tǒng)即可。孫魯毅舉例說:“智能駕駛域控制器若是采用單SoC芯片方案,那么,跟手機(jī)升級流程是類似的——手機(jī)里面也是有很多軟件,但他們的OTA標(biāo)準(zhǔn)流程是一樣的,所有東西都是通過一個軟件倉庫下載,下載完了進(jìn)行核對,該升級哪個就升級哪個,這樣流程就會比較簡單。如果是有兩個SoC,可能有的版本需要考慮均衡性,還得考慮先升級哪一個。并且,升級順序出錯了,就會出問題。如果考慮兩邊一起升級,還需要考慮能不能支持。”

4)功耗會有一定程度的降低

劉道福認(rèn)為:“單SoC芯片方案的域控制器的功耗表現(xiàn)要好一些。首先,單SoC芯片方案能夠避免片間通訊帶來的一些能耗;其次,單SoC芯片的域控制器集成度更高,該SoC芯片的溢價較高,芯片廠商就有動力去用更先進(jìn)的工藝,用更先進(jìn)的工藝便會帶來功耗的減少?!?/p>

“功耗實際上是跟驅(qū)動電平相關(guān)的,芯片一般都是采用3.3V、1.5V或者5V供電。如果是采用雙芯片的方案,有可能供電電壓不同,就需要匹配兩種不同的電平。即使都是TTL電平,有低電壓的TTL電平,也有高電壓的TTL電平。通常情況下,如果是單芯片方案的話,TTL電平可以做得更低一些。因此整個系統(tǒng)產(chǎn)生的功耗就可以有一定程度的降低。”彭能嶺從另外一個更細(xì)節(jié)的技術(shù)角度解釋道。

5)應(yīng)對外掛MCU缺貨帶來的影響

去掉外掛MCU,采用單SoC方案的另外一個最大的推動力源自英飛凌等MCU大廠的缺貨。比如,有很多車廠或域控Tier1都碰到了英飛凌AURIX全系列芯片的缺貨。缺貨最直接的后果就是漲價,甚至是漲價都買不到。這種情況下,他們只能無奈“被迫”地去選擇去開發(fā)和應(yīng)用帶有內(nèi)置MCU核心的單SoC芯片方案了。

2.2 單SOC芯片方案的挑戰(zhàn)

1)內(nèi)部基于功能安全上的隔離

對于智能駕駛域控制器單SoC芯片方案,主計算的部分和其它部分需要做好功能安全上的隔離,因為一個核心的計算模塊不希望被其它非核心的計算模塊影響到。一般情況下,會按功能安全需求的不同進(jìn)行劃分,對功能安全有要求的區(qū)域與對功能安全沒有要求的要分開,對功能安全要求特別高和對功能安全要求一般的也要分開。

劉道福說:“單SoC芯片方案在安全上的挑戰(zhàn)增加了,需要做更嚴(yán)格的隔離。首先,SoC中MCU區(qū)域的功能安全等級比其他區(qū)域要求更高,并且,相比于原來的安全島也會有更多的功能安全設(shè)計要求——采用實時核鎖步是最基本的,在一些通路的關(guān)鍵電路,甚至?xí)捎肨MR(Triple modular redundancy)電路,在極端情況下,某一個通路出現(xiàn)錯誤時,能通過投票恢復(fù)。其次,MCU區(qū)域也需要做更嚴(yán)格的隔離,包括時鐘、電源都需要完全獨(dú)立,和SoC的其他區(qū)域進(jìn)行隔離,避免SoC其它區(qū)域的故障影響到MCU區(qū)域?!?/p>

彭能嶺也基本認(rèn)可這一觀點(diǎn):“對于單SoC芯片內(nèi)部的隔離,不同的公司有不同的做法,比如說內(nèi)置功能安全島和主計算單元部分要做解耦隔離:電源部分要隔離,計算單元的部分要做隔離。目前常見的隔離手段是光耦器件,但是采用這種手段,在單顆SoC上怎么把集成度提升又是一個難題?!?/p>

2)符合要求的理想型SoC芯片比較少

據(jù)某Tier1智駕域控產(chǎn)品經(jīng)理透露:“單SoC域控方案在未來主要適用于中低端車型,因此主機(jī)廠在進(jìn)行SoC芯片選型的時候,對成本會比較敏感。這就要求芯片廠商在做芯片設(shè)計的時候需要能夠?qū)κ袌鲂枨蟪浞至私猓炔荒苓z漏需求,也不能過度設(shè)計。性能要好、功耗要低,并且價格還要有優(yōu)勢,從目前來看,能夠滿足市場需求的、高性價比的SoC芯片幾乎沒有。”

如果智能駕駛域控要通過1顆SoC芯片來實現(xiàn)所有的功能,那么需要滿足:

A.SoC芯片內(nèi)部的異構(gòu)類型要豐富

——AI加速單元:通常是GPU或NPU等,承擔(dān)大規(guī)模浮點(diǎn)數(shù)并行計算需求,用于攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器信息的識別、融合、分類等;

——通用計算單元:由多個車規(guī)級多核CPU 芯片組成,主要負(fù)責(zé)一些邏輯運(yùn)算任務(wù),用于管理軟硬件資源、完成任務(wù)調(diào)度,同時整合多源數(shù)據(jù)完成路徑規(guī)劃等功能。

——控制單元:內(nèi)部應(yīng)集成ASIL-D等級的MCU核心,用于替代之前外掛MCU,實現(xiàn)車輛動力學(xué)的橫縱向控制。

——圖像信號處理單元(ISP):隨著圖像分辨率的不斷提高,增加了攝像頭散熱處理的難度,再加上攝像頭尺寸小型化的發(fā)展趨勢,圖像處理單元已經(jīng)不適合內(nèi)置在攝像頭,開始逐漸集成到域控制器的SOC芯片內(nèi)部。

B.支持足夠多的傳感器接入,并能夠提供充足的CPU算力和AI算力

傳感器接口要豐富,支持多路攝像頭視頻數(shù)據(jù)接入,多路以太網(wǎng)設(shè)備接入(4D毫米波雷達(dá)的主要接口是百兆以太網(wǎng),激光雷達(dá)的主要接口是千兆以太網(wǎng)),多路 CAN 接口設(shè)備接入(毫米波雷達(dá))等;

對于低端車型,至少需要5個高清攝像頭(泊車至少需要4個,行車至少需要1個)。而中高端車型配置的行車和泊車攝像頭加起來在10個以上,甚至不少車型還同時配置有4D毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)。多源傳感器的接入意味著不僅需要配置相應(yīng)的接口,同時也需要有足夠大的內(nèi)存帶寬和充足的算力來保證算法模型的正常運(yùn)行。

三、從中短期來看,單SOC芯片方案是趨勢,但不能Cover所有場景

基于芯片技術(shù)的發(fā)展和不同等級自動駕駛對域控方案的需求,筆者認(rèn)為,在中短期內(nèi),智能駕駛的硬件架構(gòu)方案未來會出現(xiàn)兩種路線方向:輕量級域控偏向于采用單SoC方案;大算力域控支持更高階的智能駕駛功能,對功能安全等級的要求較高,并且需要做系統(tǒng)冗余,所以至少需要另外一個SoC用于備份功能,因此,會采用 主SoC +備份SoC的方案,甚至是主域控+副域控制器方案。

3.1 輕量級域控制器 — 單SoC芯片方案

輕量級智能駕駛域控制器因受產(chǎn)品定位以及成本的限制,所以對算力的要求(一般在十幾~幾十TOPS左右)、傳感器的接入能力以及對功能安全的要求,相比大算力域控制器要低不少。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,即將量產(chǎn)的國產(chǎn)芯片中就有幾款可以通過單SoC芯片支持L2+級行泊一體方案。比如行歌SD5223 、黑芝麻的A1000 等。

輕量級域控率先采用單SoC芯片方案,主要跟其產(chǎn)品定義和應(yīng)用場景有關(guān)。因為它的定位是用于實現(xiàn)L1~L2+級的駕駛輔助功能。彭能嶺提到 :“L2級自動駕駛場景一定需要把功能安全等級做那么高么?從合規(guī)性的角度,以及產(chǎn)品性能邊界的角度來講,不一定需要。對于L2級,國家法規(guī)要求駕駛員對安全負(fù)責(zé)。系統(tǒng)只是在幫助人開車,不需要進(jìn)入一種最小風(fēng)險狀態(tài)?!?/p>

目前已經(jīng)量產(chǎn)落地的行泊一體域控制器中基本沒有采用單SoC芯片方案。但是,從長期的發(fā)展趨勢來看,芯片的集成化會越來越高,采用單SoC芯片的域控方案將會是未來的發(fā)展趨勢。因為它能夠使得系統(tǒng)的集成度變得更高,不僅能夠降低系統(tǒng)硬件成本,還有利于系統(tǒng)的OTA升級。

3.2大算力域控制器— 主SoC + 備份SoC/MCU 或者 主域控+副域控方案

為了滿足更高級別自動駕駛功能而設(shè)計的大算力域控制器,需要做好域控制器的冗余方案,目前主流的方案有兩種:

在一個板子上做主SoC芯片和備份SoC/MCU芯片(L2+)

采用主域控+副域控制器方案(L3及以上)

據(jù)某主機(jī)廠的自動駕駛系統(tǒng)專家介紹:“從目前來看,采用單顆SoC芯片方案實現(xiàn)系統(tǒng)安全的冗余設(shè)計,還沒有比較成熟的方案,最穩(wěn)妥的做法還是采用主SoC+備份SoC/MCU的方案:一個是主計算單元,做一些常態(tài)化的計算,另外一個用于安全監(jiān)控和應(yīng)急處理的備份計算單元,當(dāng)主計算單元出問題了,備份的計算單元用于控車。這是目前比較主流的一種設(shè)計方案。”

1)主SoC+備份SoC

A.特斯拉- Autopilot HW3.0 (144TOPS):主板采用雙FSD芯片冗余設(shè)計,兩顆芯片的供電和數(shù)據(jù)通道都是獨(dú)立且互為備份,減少了功能區(qū)故障隱患。兩顆芯片對同樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,相互驗證、比對分析,再得出最終結(jié)論,提高了數(shù)據(jù)處理的安全性和準(zhǔn)確性。

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AutoPilot HW3.0 硬件主板(圖片來源 - 特斯拉AI Day 演講材料)

B.蔚來- 超算平臺NIO Adam(1016TOPS):該智能駕駛域控平臺采用4顆Orin-X芯片,包括2顆主控芯片+1顆冗余備份芯片+1顆群體智能與個性訓(xùn)練專用芯片。2主控芯片用于實現(xiàn)NAD算法的全棧運(yùn)算,包含多方案相互校驗感知、多源的高精度定位、多模態(tài)的預(yù)測與決策;1冗余備份芯片用于在主控芯片失效的時候,確保車輛的安全。

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蔚來超算平臺-NIO Adam(圖片來源:蔚來官網(wǎng))

2)主域控+ 副域控制器

如果是用于支持L3及以上更高級的自動駕駛功能,則需要考慮采用主域控+副域控制器設(shè)計方案。因為雙芯片方案也會存在一些問題,畢竟是在一塊板子上,兩顆芯片的位置不會離得特別遠(yuǎn),假如遇到一個強(qiáng)磁場,或者高溫的影響,兩顆芯片很有可能會同時失效。

如果是兩個域控,布置的位置會遠(yuǎn)一些,在極端的情況下,他們受到的影響也是獨(dú)立的,整個系統(tǒng)的安全性會提高很多。如果是設(shè)計兩個兩個完全相同的域控,則成本便會高很多,一般不會采用這樣的設(shè)計。為了兼顧成本,一般會選擇另外一個干其它工作的域控“兼職”做智駕域控的“副手”,在主域控出問題的時候,能夠代替主域控實施控車的職責(zé),把車靠邊停下來即可。

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主域控+副域控方案示意圖(圖片來源:《2萬字長文說清自動駕駛功能架構(gòu)的演進(jìn)》)

A.長城汽車 -GEEP4.0架構(gòu):該架構(gòu)的硬件平臺由中央計算平臺(CCU)、智能座艙模塊(HUT)、智能駕駛模塊(IDC),以及3個區(qū)域控制器(VIU_L 、VIU_R以及VIU_F)組成。其中IDC是智能駕駛的主控制單元,在高階自動駕駛配置下,CCU可以作為ICU域控制器的備份,實現(xiàn)最低風(fēng)險條件。

B.上汽零束 -銀河全棧3.0架構(gòu)方案:該架構(gòu)的硬件由兩個高性能計算單元HPC1和HPC2以及四個區(qū)域控制器(ZONE)構(gòu)成。兩個高性能計算單元中的一個是用于智能座艙和智能駕駛功能,另外一個主要做網(wǎng)關(guān)和車控以及BCM等功能,另外還承擔(dān)智能駕駛的備份功能。

審核編輯:郭婷

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原文標(biāo)題:智能駕駛域控制器硬件方案演進(jìn)趨勢分析

文章出處:【微信號:智能汽車電子與軟件,微信公眾號:智能汽車電子與軟件】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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