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关于智能驾驶域控制器的一些观察

中国车企的电子电气架构正慢慢从散布式架构向域集结式过渡,一面国内主流车企已正在2021年告终了域集结式架构平台的量产落地。智能驾驶域掌管器行动智能网联汽车的“主旨大脑”,一经是各家主机厂眷注的要点规模。

1. 眼前主机厂对智能驾驶域掌管器的需求是众样化的。Tier1为了更好地任事客户,正在一贯地提拔本身的软硬件才力,以便或许供给天真众样的互助形式。

2. 主控芯片是智能驾驶域掌管器的重心组件,看待主机厂和Tier1而言,拣选适应的主控芯片是域掌管器告终神速量产落地的合头一步。

3. 智能驾驶域掌管器不只正在打算开辟历程中存正在少许硬件和软件层面的工夫困难,而且正在量产历程中还面对着工夫工程化哀求高、开辟周期短、供应链保护难等众方位的离间。

广泛来讲,众人知道的智能驾驶域掌管器也许合键是指域掌管器硬件+底层根柢软件(虚拟机、操作体例内核以及板级援手包等)。可是从广义上来看,智能驾驶域掌管器不只包蕴硬件+底层根柢软件,还涵盖了中央件以及上层运用算法,乃至还涉及到外围的传感器以及推行器,他们配合组成了一套大要例。

福瑞泰克域控产物线总监喻清舟讲到:“从高阶主动驾驶体例处分计划架构打算层面来讲,目前智能驾驶域掌管器体例处分计划不只包蕴域掌管器计划打算、架构打算、算法打算和软件打算,还包罗所涉及到的软硬件生态互助伙伴的产物。必要正在域掌管器这个硬件载体内打通芯片、根柢软件、中央层、算法和运用层,告终车内互联并通过神速迭代一贯加强用户感官和驾驶体验,应接数字驾驶全国的到来。”

从产物的定位和用处角度去看,眼前乘用车商场上的智能驾驶域掌管器大要可能分为两品种型:中低算力域掌管器(轻量级域控)和大算力域掌管器。

中低算力域掌管器:用于告终L1~L2+级的驾驶辅助性能,合键搭载正在中低端车型,譬喻德赛西威的IPU01/IPU02,福瑞泰克的ADC10等。这类型的域掌管器对本钱对照敏锐,它的定位是行动一款高性价比、适合大范畴量产落地的产物。

大算力域掌管器:用于告终L2+及以上的高阶主动驾驶性能,合键搭载于中高端车型,譬喻搭载于蔚来ET7和上汽杰出R7的英伟达Orin平台,以及搭载于长城摩卡的高通骁龙Ride平台。这品种型的域控对AI的算力哀求对照高,而且还要做硬件预埋,但因为它的定位是要显示出高端和科技感,因而正在本钱方面秉承度较好。

因为差异类型的域掌管器商场定位差异,因而针看待差异类型的智能驾驶域掌管器,主机厂正在与Tier1互助历程中的诉求也是不雷同的。

中低算力域掌管器:主机厂如果正在前期没有做好自研计划,现正在众半是不会再去搞自研或者共同开辟。对主机厂来讲,做好本身的需求界说,譬喻正在掌管器内部,主控芯片选什么,必要有什么样的性能,然后直接交给供应商去做就好,云云出力会更高。对他们而言,现正在最必要的是或许神速交付,尽速地把新性能推向商场,以包管产物正在商场上的逐鹿力。因而,看待中低算力域掌管器,主机厂民众会拣选让供应商供给“交钥匙”的计划。

看待中低算力的轻量级域掌管器,行业内有基于TDA4平台的计划,也有基于TDA4 +地平线的计划。不管是哪种计划,产物定位根本无别——合键用于告终L1~L2+级其它辅助驾驶性能。此性能运用场景相对纯洁,对性能安适哀求也相对较低。看待此类域掌管器,主机厂对照敬重供应商的本钱管控和落地出力,其逐鹿力正在于是否或许供给一款高性价比的产物。

德赛西威副总裁李乐乐举例说:“看待中低算力的行泊一体域掌管器,譬喻低速场景只是告终APA和HPA性能 ,不必要人正在车外,性能安适等第哀求较低。高速场景上做L1到L2+,对象盘不出手,人可能随时介入,这种轻量级域控上所集成的性能就必要要点打磨。开辟这类域掌管器的合键离间是奈何正在算力和本钱有限的处境下,把功能做到极致。由于其上层运用算法、中央件和底层软件要共同优化,耦合度高,软硬难以解耦。“

大算力域掌管器:正在量产光阴上又有一个缓冲期,主机厂又有光阴和元气心灵与Tier1一道去搞共同开辟。更况且头部的主机厂多数盼望或许全栈自研,纵使本身现正在搞大概全栈,也盼望正在与Tier1的互助中或许更众地插足进去,从而正在两边的互助历程中去一贯地去补足本身的短板。

大算力域掌管器用于装备正在中高端车型,是行动工夫高点和品牌宣扬的亮点。因而从受注意水平上来讲,是中低算力的轻量级域控所不行比的,这是或许显示品牌力和影响力的主要成分。

德赛西威李乐乐解说道:“中低算力域控必要一贯打磨和优化战略来补偿算力的亏欠,正在有限本钱下把功能做到最好,也即是寻求功能和本钱的平均。可是大算力域控目前不消担默算力亏欠的题目,因为算力自己就很是壮大,纵使不消对算法做极度的压缩和模子简化,大汇集也能运转的很是畅通,显示出极强的功能。

“从这一层面来看,可能知道成大算力域控的硬件与算法性能的耦合性相对会低少许,主机厂和Tier1之间的协同性哀求比轻量级域控开辟低许众。因而,大算力域掌管器适合Tier1和主机厂举行协同开辟,主机厂可能用心做上层软件去打制分歧化,不消由于担默算力不足用而把两边多量的资源和元气心灵加入到裁剪优化上。”

因为各家主机厂能力程度错落有致,而且各自的策略计议也差异,因而看待域掌管器的需求也是众样化的。Tier1要包管本身的产物或许尽速量产落地,神速地告终本身的数据闭环,或许一贯地去迭代本身的产物,就必要尽量地去知足客户分歧化的需求。

因而,域掌管器Tier1正在与主机厂互助的历程中,形成了众样化的互助形式。合键有以下几种局势:

当然,供给众样化的互助形式也给供应商带了必然的压力和检验。结果开辟需求越众,资源加入就会越大。反过来讲,或许经受住这些离间,并充溢使用自己有限的资源去知足主机厂的需求,也有利于Tier1提拔其自己逐鹿力。

德赛西威李乐乐告诉九章智驾:“ 看待智能驾驶域掌管器,客户正在软硬件层面均会存正在少许分歧化的需求。

“正在软件层面,有的客户盼望短平速,拣选Linux操作体例,由于Linux的生态体例对照完竣,可能知足性能神速告终。可是拣选Linux,性能安适就没主见告终,这种处境咱们会尽量扩展少许冗余打算,包罗芯片内部的堕落诊断,做少许能做的安适相干的打算。当然,也有些客户基于性能安适层面的思虑会拣选QNX及时操作体例。

“同样,除了必要供给底层软件外,有的客户盼望咱们供给中央件,也有客户必要咱们供给全栈工程的交付。这就必要咱们基于客户的差异需求去做好边境的划分和接口的界说。

“正在硬件层面,基于算力需求的差异,客户会拣选差异类型的芯片或差异的组合局势。有的客户拣选单Orin 110TOPS,也有拣选单Orin X的254 TOPS,更有拣选双Orin X的508 TOPS,乃至有客户哀求两个双Orin X的板子背靠背集成到一道抵达1016TOPS算力。

“其余,从整车架构集成角度来看,差异的OEM也有差异的计议,有少许客户盼望正在大算力主动驾驶域控平台上集成网合、VCU,也有少许客户盼望能集成IMU、GPS定位模块,乃至也有少许盼望能集成V2X模块。这些都可能配合客户去供给分歧化定制开辟的援手。”

总之,主机厂需求差异,域掌管器供应商Tier1正在任事客户的式样上也会存正在分歧。无论两边拣选哪种互助形式,最终都是以硬件为载体,并以产物的形状给到主机厂,只是正在分工上会有不同。对Tier1的离间正在于前期做体例需求打算的期间,必要或许连结客户的分歧化需求,供给一个完美的平台化打算,而且或许正在平台根柢上可举行分歧化定制的更改,确保能供给一个最适合客户需求的打算计划。

主控芯片是智能驾驶域掌管器的重心,它的算力和集成度直接影响了整车EE架构的形状,进而决意了智能汽车的功能显露。看待Tier1来讲,正在开辟域掌管器的期间,对照合头的一点即是奈何去拣选适应的主控芯片。笔者正在与相干专家的相易历程中涌现,众人思虑的维度根本是相似的,都是先基于商场定位的去框定芯片的大致拣选领域,然后再从芯片的Roadmap、生态、可落地性等维度去思虑。

拣选什么样的主控芯片,最初要看该域掌管器的商场定位:筹划告终什么样的性能,用于装备正在什么价位区间的车型上。

宏景智驾共同创始人蔡文利提到:“借使目的定位是做辅助驾驶,做一个L1~L2级的产物,并且是走量的,正在拣选芯片的期间对本钱就很敏锐。云云的域控产物,它走的道道大凡是平台化和高性价比。

“借使说目的定位是打制一款L4级控制场景下的无人驾驶,那么客户也许更偏向于去打制一款定制化的产物。譬喻,定位做Robotaxi,筹划行运营的一个形式,主意是思要先把算法打磨出来。它的量就不会极度大,那么拣选芯片时,对本钱相对就没那么敏锐,但哀求功能足够好,足够不乱。”

东软睿驰副总司理刘威提到:“从与芯片公司互助的角度来看,会看它是不是一个主流的芯片厂商,有没有一连的产物Roadmap。譬喻,有少许芯片厂商也许开辟出了一款不错的芯片,可是后续没有更新换代。那么盘绕该芯片来做域掌管器,后续产物的迭代和升级会存正在很大的题目。”

同样,均胜电子智能驾驶体例打算掌握人李茂青也提到了无别的概念:“正在域掌管器体例打算中看待硬件计划的选型上除了眷注芯片自己的性能功能外,还必要充溢认识芯片公司的产物Roadmap,是否有天真的家族化芯片系列,后续的芯片能不行PIN to PIN地正在硬件平台上升级,继而可能正在提拔硬件功能的同时下降开辟本钱?”

芯片通盘软件的东西链或者对少许算法的开辟是不是能知足客户的需求。也即是说芯片的生态怎样样,是否具备一个优良的生态体例或许撑持客户做可落地化的开辟,也是主机厂或Tier1正在拣选芯片期间的主要考量成分之一。

英伟达的芯片生态正在业界做的是对照领先的,它的生态包蕴了开辟者、可用的运用软件、充裕的东西和库:

知行科技硬件研发总监解说道:“现正在许众主机厂都正在用英伟达的Orin芯片,除了它是一个大算力平台,其余一个主要的情由是它能供给通盘软件的东西链,乃至少许底层的代码以及少许算法的代码都可能供给;开辟者可能正在上面做更众的适配,或许更好地开辟出一款可能落地的高级主动驾驶估计打算平台。拣选芯片,除了芯片自己,更众的是正在拣选一种生态。”

知行科技硬件研发总监讲到:”从产物的角度来讲,拣选芯片的话,首要合注的是芯片的可落地性,这是咱们最高的优先级。有一个相对纯洁的鉴定规矩:这款芯片它的量产牢靠性怎样样?能不或许知足客户需求,是否或许遵照咱们的产物道道去做交付。

“正在这个根柢上,咱们再去思虑其它少许成分,譬喻,它的算力是不是知足咱们的需求;产物的简约性奈何,是不是可能用自然冷却的式样,而不消去搞什么风冷,、液冷;当然它的制程也是一个对照主要的参数,这会涉及到产物正在将来几年的受众会有众大,借使是太落伍的制程工艺,相对来说它的操纵需求会慢慢低浸。”

从芯片自己功能来看,还必要思虑它的AI算力以及归纳能效比,也即是它算力的使用率奈何。同时,芯片自己的性能安适等第也是个中的一个合头因素。末了一个,也是对照合头的一点,即是看芯片厂商的的工程任事才力,工程任事才力不可,工夫再好,对Tier1来讲正在量产落地的期间也会存正在很大题目。

均胜电子李茂青提到:“咱们做出的产物必要充溢思虑客户的需求。譬喻,客户现阶段要做高速领航+泊车的性能,但后期要拓展到城区领航,那么正在观点打算阶段就必要从体例架构、硬件资源、性能安适,以及产物人命周期等众个维度去剖判能不行成亲客户的项目需求。这个阶段是智能驾驶域控打算最有离间性的一个阶段,唯有正在此阶段对工夫计划举行充溢评估,后面的劳动才会更具对象性和合理性。”

古代散布式ECU对接口、功耗或者算力相对来说哀求不高,而现正在的域掌管器集成了更众的性能,必要照料的数据越来越众,所哀求的的算力越来越大。因而,域掌管器变得特别庞大,必要的电子元器件很是众 。做好内部完全硬件性能安适上的Fail-safe打算是对照有离间性的劳动。同时,正在电磁抗作梗才力、信号完美性层面也面对很大的困难。

其余,大算力的芯片会形成新的功耗,形成较大的热量,必要做好尺寸和散热之间的平均。

德赛西威副总裁李乐乐告诉九章智驾:“大算力域掌管器用到的元器件物料数目要远超于过去任何车上ECU内的元器件数目。正在性能安适方面,必要做好WCCA(最坏处境电道)剖判和失效概率剖判以及对应的备份打算,正在元器件很是众且体例庞大的条件下,要做好它的性能安适打算口舌常有离间的。

“其次,因为整车自己摆设空间对照有限,正在充溢知足牢靠性、电磁兼容和处境试验哀求的处境下把域掌管器的外形打算掌管正在较小的尺寸领域内也对照具备离间性。

“看待大算力域掌管器往往发烧也对照高,目前的主流处分计划都是通过水冷的打算来处分散热题目。这哀求有很强的热仿真才力,本领做好很灵敏的水冷散热管道计划,同时又能通过软件监控合键芯片内温度,并凭据这些芯片内温度来掌管水冷体例入水温度和流速。做好云云一套温度监控、入水温度和流速的掌管闭环体例,必要修树一套模子,并做好仿真和测试,避免水冷液过冷或过热导致掌管器内部凝水或无法实时散热的题目。”

奈何做好SOA任事化?众个核或者是众个SoC之间奈何做好协同通信、高速估计打算、算力的安排、及时调动等?奈何包管软件架构的天真性以及软件的性能安适和预期性能安适?这些都是域掌管器打算开辟正在软件层面面对的离间。

东软睿驰刘威博士提到:“从通盘软件的性能上来看,现正在众人都正在做SOA。本质上SOA任事化对算力是有影响的。固然众人都说本身正在做SOA,但分歧依然挺大的。譬喻,哪些信号或许任事化,哪些信号不行任事化,到目前为止尚无联合的定论。由于,第一,它要依赖于通盘的运用需求;第二,必要依赖于整车架构;第三,还必要依赖于通盘硬件的算力功能。”

正在软件界说汽车的配景下,将来车型的开辟周期一贯的缩短。众人都思要打制一个天真的软件架构,可能跨差异的操作体例,差异的硬件平台。软件架构除了必要思虑主动驾驶自己相干的性能外,还必要思虑数据上传和讯息安适的题目。同时,也会涉及到当地和云端奈何协同去向理数据,包罗数据奈何协同上传等题目。这都对软件架构提出了一个很高的哀求。

从通盘软件的告终角度来看,除了硬件思虑性能安适,软件的性能安适也是必必要思虑的,而且劳动量很是大。从底层的驱动到根柢软件,再到上层少许中央件,连续到最上层的运用,完全的这些软件都要思虑性能安适。而且,看待高阶主动驾驶性能,还要思虑软硬件的预期性能安适。

从目前的处境来看,中低算力行泊一体域掌管器从旧年动手一经连绵动手量产落地,并将正在近一两年将会迎来量产交付的发生期。同时,大算力的智驾域掌管器从本年动手也有少许车型会动手交付操纵。新工夫或新产物正在量产的前期笃信会一贯地暴显现少许题目,那么智能驾驶域掌管器正在量产落地历程中谋面对哪些题目呢?

智能驾驶域掌管器体例相对来说对照新,对体例化的打算才力哀求很高。借使体例正在开辟的历程中展现题目,必要有或许透过题目的表象,看到题目性质的才力,或许把形成的题目逐层了解下去,末了把它处分掉。这看待通盘团队的工夫工程化知道才力的哀求依然很高的。

福瑞泰克喻清舟以为:当展现性能和体验题目的期间,团队是否或许从运用算法端连续挖到最底层的传感器。题目的来历有也许是芯片驱动导致,或者感知导致,能不行正在这个链条内部曩昔到后把完全链道都打通,对团的才力是最直接的离间。”

正在软件界说汽车的时间,彰彰可能看到,产物迭代速率都正在加快。为了将其神速地推向商场,主机厂正在搏命地思主见压缩新车的开辟周期,因而Tier1不得不去变动其古代的开辟形式,模仿互联网科技公司的开辟理念去造成本身新的开辟形式,来举行神速反映。

智能驾驶域掌管器行动一个对照新的软硬件一体的产物,瓜葛的互助方也对照众。当题目展现的期间,必要有人或许把题目定位出来,然后再举行拆解分拨给差异的仔肩方去处分。越发是少许深宗旨的题目,定位题目自己就对照损耗光阴,同时看待新体例,后期展现的题目也会许众。这正在必然水平上也损耗了许众开辟周期上的光阴。

宏景智驾蔡文利讲到:“因为主机厂都有肃穆的量产光阴节点,是以许众ADAS项目都对工期哀求极度吃紧,这对ADAS任事商是一把双刃剑。咱们必要具有为客户定制化开辟的任事认识和工夫才力,又要有资源调配的天真性,高兴配合本身的客户,配合打磨出一款或许量产而且让客户得意的产物。这内部的离间合键依然正在于奈何调和好企业内部的资源,井然有序、控制节律守时保质保量地交付产物。这是对通盘企业体例打算阅历、项目束缚、资金加入等全方位的离间。”

知行科技硬件研发总监以为:“正在短开辟周期的压力下,Tier1的工程根柢才力是否足此后应付开辟历程中展现的题目,并神速地处分。同样也检验Tier1的生态,你的互助伙伴能不行神速地来撑持你,以及是否有资源来援手你去处分这些题目。”

较大的商场需求导致半导体供应链和产能紧缺,包罗疫情正在内的各样“天灾人祸”一贯干扰半导体的寻常临蓐节律,而需求与产能之间的冲突正在短期内难以处分。看待商场供应紧缺的芯片,下逛工场还必要通过交包管金,提前给预订单,缔结采购合一概式样本领包管能分到货,而纵使是所谓被优先供货的“大客户”,也有也许拿不到足量的芯片。

正在环球芯片供应链如许吃紧的配景下,看待域掌管器供应商而言,供应链的保护也是异常的具有离间性。整车厂正在拣选域掌管器供应商的期间,其互助伙伴芯片厂商的供货才力也是主要的考量目标。

2022 年,芯片缺少仍正在影响汽车行业,有些整车厂一经动手思虑半导体供应的新思绪,有的乃至绕过Tier1直接找芯片打算厂商。更深切一点的主机厂一经动手插足到芯片打算的研发流程中。譬喻,众家车企一经与黑芝麻、地平线云云的主动驾驶AI芯片厂商修树了策略互助相合。更有甚者,直接打入半导体供应链内部,将芯片打算引入主机厂内部,这种形式称之为“OEM-Foundry-Direct”形式,代表企业有特斯拉、比亚迪等。

正在软件界说汽车的转型阶段,智能驾驶域掌管器行动车企眷注的要点对象,消费者感知水平强,是各家车企逐鹿的重心规模。域掌管器供应商行动主机厂的主要的生态互助伙伴,其重心逐鹿力显露正在:

一贯地拓展软件才力边境:正在硬件慢慢趋同的趋向下,必要提拔软件才力来为硬件赋能,让硬件阐发最佳功能;

有才力供给众样化的互助形式:面临主机厂的分歧化需求,有才力供给分歧化的任事;

工程化落地才力:正在产物量产的期间或许供给相应的供货才力和工程任事才力,以保护产物成功交付。

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作者: sheep

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2022-05-31 08:12:46