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集微網報道(文/王麗英)智能駕駛技術的發展可謂日新月異,剛剛業界還在討論域控制器,現在,英偉達算力高達2000TOPS的Thor雷神芯片已宣佈問世,大有融合各種控制器之勢。

不過,從英偉達公佈的時間來看,這款芯片最快也要2年後量產,要想體驗裝載這款大算力芯片的智能汽車,還要等一段時間,但這其中透露出的融合趨勢已非常明顯。

如果說我們距離All in One的全集成汽車中央計算架構還有一定距離的話,那時下,將智能座艙與自動駕駛融合起來的艙駕融合已在緊鑼密鼓推進中。


汽車EE架構:從分佈走向集中

從汽車電子電氣架構(EE架構)的發展變遷中,可以更好地理解這種集中融合之勢。

最初,汽車上每個電子控制功能都需要一個ECU(內含MCU),隨著電子化程度提升,ECU 數量不斷增多,不僅帶來了十分複雜的線束設計,也使邏輯控制變得混雜。這時,域控制器概念便應運而生了。

域控制器概念最早由博世、大陸、德爾福等 Tier1 廠商提出,通過利用處理能力更強的芯片集中控制每個域,從而取代傳統的分佈式電子電氣架構。這種架構可以將傳感與處理分開,傳感器和 ECU 不再一對一,可以大大減少ECU的數量,控制管理也更容易。


按功能屬性劃分,博世將汽車電子控制系統分為五部分:自動駕駛(輔助駕駛)域、動力域、底盤域、座艙域(娛樂、通信)和車身域。

在使用域架構的廠商中,特斯拉是最激進也最具革新精神的一家,早在2017年,特斯拉就開始摒棄原來的明顯的功能域劃分模式,實現跨域融合,或者說按位置域劃分,特斯拉將汽車電子控制系統分為三部分:中央計算模塊、左車身控制模塊和右車身控制模塊 。其中,中央計算模塊將 ADAS 域、信息娛樂系統域和通信系統域集成到一起,基於這種架構,汽車上的ECU大大減少,集成度明顯提高。

隨著芯片算力的提升,以及汽車應用複雜化,各功能區、位置區互相滲透,這種域集中式控制架構正進一步融合發展為中央計算架構。

英偉達CEO黃仁勳在介紹剛剛宣佈的雷神芯片時,就明確表示這顆SoC就是為汽車的中央計算架構而設計的,用這一顆芯片可同時為自動泊車、智能駕駛、車機、儀表盤、駕駛員監測等多個系統提供算力。

域控制架構量產加速 艙駕融合趨勢突顯

從國內外整車企業發佈的新車來看,目前正在從分佈式電子電器架構向域集中式控制器架構過渡。無論是傳統汽車還是新能源汽車上,域集中式架構正越來越多地應用於量產車型。

國外品牌中,除了電動汽車廠商特斯拉,大眾、豐田、寶馬等傳統車企都在進行電子電氣架構升級換代佈局。國內廠商中,蔚來、小鵬、理想、威馬、嵐圖、吉利、廣汽、上汽等都已推出採用新型架構的量產車型。

黑芝麻智能CMO楊宇欣認為,2022年,國內很多車企的主流車型都將量產新一代電子電器架構,域控制器架構開始流行,這是汽車智能化的一個新階段。

從目前國內汽車主要採用的五域架構來看,車身、底盤域、動力域控制器處於前期階段,後續滲透率有望持續提升。隨著L2級自動駕駛滲透率的穩步提升,自動駕駛域控制器與座艙域控制器將迎來大規模應用。

在域控制架構的佈局實施中,融合是各車企一直在尋求突破的下一個規劃方向。例如,將座艙域與智駕域融合,或將座艙域、智駕域及其它域融合,進而打造中央計算平臺,這是幾乎所有頭部汽車廠商們正在進行的規劃。

在雲途CEO耿曉祥看來,汽車域控架構發展有兩大趨勢,一是從功能域向位置域發展,二是域功能的集中,艙駕融合就是域功能集中趨勢的一個具體體現,自動駕駛和座艙芯片的芯片製程、設計方法、架構有很多相似之處,是艙駕融合率先實現域功能集中的原因之一。


最近,百度旗下的集度汽車推出了首款汽車機器人ROBO-01,號稱採用了自研的艙駕融合技術,雖然稱為艙駕融合,但集度汽車仍搭載了高通 8295 智艙芯片和英偉達 Orin X 智駕芯片兩顆域控制器。按照集度的說法,基於SOA的艙駕融合技術,可實現算力共享、感知共享、服務共享,智艙域控制器可支持智駕系統失效下的系統級安全冗餘,而智駕域控制器則可支持智艙3D人機共駕地圖的極致AI交互。不難看出,這種艙駕融合技術主要是軟件層面的融合。

百度車聯網事業部總經理蘇坦認為,未來幾年,艙駕融合將是汽車行業重要的趨勢之一。他指出,隨著基礎設施越來越完善、相關算法越來越先進,智能座艙和智能駕駛的邊界會變得越來越模糊,目前艙駕融合已經具備技術性基礎,功能融合已經開始出現,目的只有一個,就是給用戶提供體驗更好且成本更低、高度可信賴的產品。

機遇挑戰 融合之路如何走出中國方案

艙駕融合進而向中央計算架構演進之路怎麼走,業界尚沒有標準答案,各家廠商都在探索中推進。

特斯拉目前採用的方案可以看作艙駕融合的一個初期探索,只是把座艙和智駕的域控制器集成在一個盒子裡面,但基於這種架構所帶來的用戶體驗的提升有目共睹。即將量產上市的集度汽車也同樣採用了智駕和座艙兩顆芯片,融合更多體現在應用層面:一是智能駕駛“真冗餘”,二是3D人機共駕地圖。

可以看出,目前車企所嘗試的艙駕融合更多的是在應用層面,相對較容易實現,真正要達到硬件芯片層面的融合,面臨的挑戰更多更難。

耿曉祥認為,艙駕融合或者更多域功能的集中,將導致軟件複雜度大幅提升,軟硬件解耦勢在必行,這是一個大挑戰;另外,功能的集中會帶來功能安全方面的問題,多個功能放在一個芯片中,從安全的角度來看,風險更高,需要從芯片架構和生產過程中做優化。

另一方面,融合架構還會給芯片算力與汽車操作系統帶來更大的挑戰。座艙域、智駕域等幾大“域”對操作系統的需求並不一致,例如,座艙系統對於屏幕的色彩處理和渲染要求比較高,而智駕系統則對安全要求特別高。汽車操作系統要兼顧不同域需求,同時跟上層的軟件應用、底層的硬件資源進行銜接。

尤其是在大算力芯片及高端車規芯片領域,目前佔據絕大多少市場的仍是國外廠商,在自動駕駛領域,主要是英偉達、Mobileye,智能座艙領域,有高通、瑞薩、恩智浦等。國內廠商在這一領域亟待突破。

儘管挑戰重重,融合架構所帶來的成本更低、通訊時延更短、OTA升級空間更大、用戶體驗提升等多種優勢,推動著國內產業鏈上下游廠商加大布局力度。

除了上面所提到的整機廠商外,百度、華為等平臺廠商,德賽西威、中科創達、創時智駕等Tier1廠商最近也都推出了相應的融合方案,芯片廠商中地平線、傑發、黑芝麻、芯擎科技等正在推進高算力自動駕駛及智能座艙芯片量產,芯馳、雲途半導體、芯旺微、國芯科技、紫光國微等車規芯片廠商也都在積極佈局域控制器產品。

傳統汽車架構時代,汽車產業鏈形成了較為穩固的“Tier3-Tier2→Tier1→主機廠商”這種長鍊形式。在國外廠商主導的Tier1把控下,國內廠商很難打入汽車供應鏈,尤其是汽車芯片,形成了國外巨頭主導的格局。現在,汽車從分佈式向融合架構的變革,主機廠的主導作用加強,原來的長鏈供應模式正變成以主機廠為核心的、各級供應商邊界漸趨模糊的供應模式,這無疑給國內廠商提供了難得的機遇。在智能汽車走向融合架構的發展契機下,中國廠商或走出行業引領之路。(校對/張軼群)



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