新聞中心

EEPW首頁 > 汽車電子 > 業(yè)界動態(tài) > 從產(chǎn)品窺探ADAS處理器芯片現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

從產(chǎn)品窺探ADAS處理器芯片現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

作者: 時間:2017-05-10 來源:電子產(chǎn)業(yè)說 收藏

  在過去的兩年多時間,我有拜訪數(shù)百家企業(yè),最近一直花時間在做針對性地梳理和總結(jié)。在現(xiàn)在的電子信息領(lǐng)域,跨界融合的節(jié)奏越來越快,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的銜接也是前所未有的緊密,所以現(xiàn)在看一個領(lǐng)域或一個項目,需要從整個產(chǎn)業(yè)鏈條各環(huán)節(jié)去綜合考慮,包括云管端,包括硬件、軟件、算法、數(shù)據(jù),且各產(chǎn)業(yè)鏈條上各家企業(yè),隨時做前向或后向的整合,競合關(guān)系隨時轉(zhuǎn)換。隨著新硬件時代的來臨,對產(chǎn)業(yè)的研究提出了更高的要求,思考的緯度需要變得更寬,要理清里面錯綜復(fù)雜的關(guān)系以及未來的發(fā)展趨勢,工作量數(shù)倍于從前。而對產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)標(biāo)桿企業(yè)的研究是必備的功課,只有了解這些大企業(yè)的策略和動向,才能發(fā)現(xiàn)其中可能存在的創(chuàng)業(yè)/投資機(jī)會。所以最近有意識的對大企業(yè)做一點研究,如之前的音頻、視覺、IOT平臺等,以及本篇的主要針對廠商,理解各家的主要產(chǎn)品線和狀態(tài)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201705/358966.htm
從產(chǎn)品窺探ADAS處理器芯片現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

 

  (高級輔助駕駛系統(tǒng)),是指利用安裝于車上各式各樣的傳感器,在第一時間收集車內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù),進(jìn)行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理,從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險。通常包括導(dǎo)航與實時交通系統(tǒng)TMC,電子警察系統(tǒng)ISA 、自適應(yīng)巡航ACC 、車道偏移報警系統(tǒng)LDWS、車道保持系統(tǒng),碰撞避免或預(yù)碰撞系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)、自適應(yīng)燈光控制、行人保護(hù)系統(tǒng)、自動泊車系統(tǒng)、交通標(biāo)志識別、盲點探測,駕駛員疲勞探測、下坡控制系統(tǒng)和電動汽車報警系統(tǒng)等。

  目前來看汽車的創(chuàng)新絕大部分來自于汽車電子的創(chuàng)新,而從汽車電子系統(tǒng)來講,正在由分散式架構(gòu)(眾多的ECU控制),逐漸向集中式乃至中央控制系統(tǒng)(超級處理器)演進(jìn),這一趨勢落實到上也是同樣規(guī)律。這一趨勢的變化,包括減少ECU,降低功耗,提高處理器和內(nèi)存利用效率,降低軟件的開發(fā)難度和提高安全,使汽車半導(dǎo)體廠商在整個汽車產(chǎn)業(yè)中扮演越來越重要的角色。同時,對ADAS處理器來說,目前呈現(xiàn)出如智能家居類似的產(chǎn)品形態(tài),單品爆款,以及多功能的組合,即類似于Mobileye的視覺處理ADAS單品,以及多傳感器的融合,使ADAS處理芯片成為平臺的趨勢。目前來看這兩種形態(tài)都有市場,單功能會使ADAS在中低端車甚至后裝市場,更大范圍的普及,當(dāng)然性價比是前提。而多傳感器的融合會提升自動駕駛的等級向Level4甚至Level5方向走,目前像Google、百度等無人車都在做多傳感器的融合,只是目前為止還沒有專門的Level4/5ADAS ASIC芯片而已。

  從芯片設(shè)計來說,現(xiàn)在ADAS處理器芯片的主要挑戰(zhàn)在如下幾個方面:

  1)車規(guī)級的標(biāo)準(zhǔn),最好過ISO26262,達(dá)到ASIL-B甚至ASIL-D級別

  2)高計算量以及高帶寬,特別是多傳感器融合的芯片,需要更高的芯片頻率,以及異構(gòu)設(shè)計,以達(dá)到快速的數(shù)據(jù)處理速度,同時傳輸?shù)耐掏侣噬弦灿休^高要求。

  3)隨著人工智能在ADAS上的應(yīng)用,針對芯片的設(shè)計會考慮增加硬件的深度學(xué)習(xí)設(shè)計,如何在軟硬件上做取舍,以及人工智能計算模型與原有軟硬件架構(gòu)以及整個系統(tǒng)設(shè)計上做匹配,目前來看還在早期探索階段。

  下面主要介紹各家主要ADAS處理器芯片廠商的產(chǎn)品,希望從他們的產(chǎn)品中一窺現(xiàn)在ADAS處理器芯片領(lǐng)域的現(xiàn)狀,以及未來的發(fā)展趨勢。

  高通/NXP

  由于高通已經(jīng)收購NXP,所以在這里一起介紹。高通自己主要通過自己的移動處理器芯片(改成車規(guī)級),開始逐步切入ADAS,當(dāng)然剛開始做環(huán)視等,最近有和縱目合作,在CES上推出首個基于驍龍820A平臺并運用深度學(xué)習(xí)的最新ADAS產(chǎn)品原型,該產(chǎn)品運行了820A神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理引擎(SNPE),能實現(xiàn)對車輛、行人、自行車等多類物體識別,以及對像素級別可行駛區(qū)域的實時語義分割,當(dāng)然離商用應(yīng)該還有一定距離。總的來說,高通驍龍產(chǎn)品策略應(yīng)該還是以車載娛樂信息系統(tǒng)為主,逐步向更專業(yè)的ADAS拓展。

  同時,NXP以及之前NXP收購的飛思卡爾,在汽車電子和ADAS芯片領(lǐng)域都有完整的產(chǎn)品線布局。

  NXP已經(jīng)發(fā)布Blubox平臺,為OEM廠商提供設(shè)計、制造、銷售Level 4級(SAE)無人駕駛汽車的解決方案計算平臺。下圖是NXP的ADAS系統(tǒng)框圖,該系統(tǒng)對多路視頻、77G雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理,然后傳送給云端和車身系統(tǒng)。我們看到NXP是能夠提供全套Reference方案的公司,在這一塊的產(chǎn)品線很全,雖然現(xiàn)在沒有做更多的芯片集成,而是提供相對分散的芯片及解決方案。我們這里重點介紹一下中央處理器S32V234和MPC5775K,MPC5775K是對雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,而S32V234是對多傳感器處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析,通過CAN總線,把結(jié)果傳給車身系統(tǒng)。

  S32V234是NXP的S32V系列產(chǎn)品中2015年推出的ADAS處理器,支持CPU(4顆ARM V8架構(gòu)A53和M4)、GPU(GC3000)和圖像識別處理(CogniVue APEX2 processors)的異構(gòu)計算,5W的低功耗設(shè)計。通過CogniVue APEX2 processors能同時支持四路汽車攝像頭(前、后、左、右),抽取圖像并分類,同時GPU能實時3D建模,計算量達(dá)到50 GFLOPs。所以按照此硬件架構(gòu)可完成360度環(huán)視,完成自動泊車等功能。同時,該芯片預(yù)留了支持毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波的接口,便于實現(xiàn)多傳感器的融合,該芯片支持ISO 26262 ASIL B標(biāo)準(zhǔn)。

  Qorivva MPC567xK系列基于Power Architecture 的32位MCU,MPC577XK是專門的雷達(dá)信息處理芯片,該系列增加了芯片的存儲器,提升了運行速度和性能,能夠支持自適應(yīng)巡航控制、智能大燈控制、車道偏離警告和盲點探測等應(yīng)用。從整個雷達(dá)系統(tǒng)來看,結(jié)合77G雷達(dá)收發(fā)器芯片組、Qorivva MPC567xK MCU、FPGA, ADC, DAC, SRAM, 支持長、中、短距離應(yīng)用。這里需要重點關(guān)注的是信號處理工具集(Signal Processing Toolbox)設(shè)計,包括了FFT、DMA、COPY、Scheduler。目前77GHz的FCMW型雷達(dá)在數(shù)字信號處理中需要使用FFT,即快速傅里葉變換,一般車載雷達(dá)的采樣點在512-2048左右,從芯片架構(gòu)圖我們看到專門的FFT電路。

  除了S32V系列,被收購的飛思卡爾有一款著名的i.MX系列芯片也可以作為中央處理器。i.MX特別是i.MX6在汽車上,特別是車載信息系統(tǒng)上有大量的應(yīng)用。眾多的汽車廠商使用i.MX。

  英特爾/Mobileye/Altera

  通過一系列的收購,英特爾在ADAS處理器上的布局已經(jīng)完善,包括Mobileye的ADAS視覺處理,利用Altera的FPGA處理,以及英特爾自身的至強(qiáng)等型號的處理器,可以形成自動駕駛整個硬件超級中央控制的解決方案。

  其中特別要指出的是Mobileye的EyeQ系列,已經(jīng)被多家汽車制造商使用,包括奧迪、寶馬、菲亞特、福特、通用、本田、日產(chǎn)、標(biāo)致、雪鐵龍、雷諾、沃爾沃和特斯拉等在內(nèi)。最近的EyeQ4展示的性能已經(jīng)達(dá)到2.5萬億次每秒的性能,其運行功率可低至3W。從硬件架構(gòu)來看,該芯片包括了一組工作在1 GHZ的工業(yè)級四核MIPS處理器,以支持創(chuàng)新性的多線程技術(shù)能更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)的控制和管理。多個專用的向量微碼處理器(VMP),用來應(yīng)對ADAS相關(guān)的圖像處理任務(wù)(如:縮放和預(yù)處理、翹曲、跟蹤、車道標(biāo)記檢測、道路幾何檢測、濾波和直方圖等)。一顆軍工級MIPS Warrior CPU位于次級傳輸管理中心,用于處理片內(nèi)片外的通用數(shù)據(jù)。

  由于目前融合多是雷達(dá)與攝像頭融合,所需要的帶寬,一般的ASIC都能夠滿足。但是要融合激光雷達(dá),則最好用FPGA,F(xiàn)PGA做傳感器Hub是最合適不過的。同時傳感器融合目前應(yīng)用較少,合適的ASIC并不好找,F(xiàn)PGA成為主流選擇。同時,對一些精度要求較高的雷達(dá),如使用單精度浮點處理實現(xiàn)一個4096點FFT,采樣點越多,誤差就越小,但運算量會大幅度增加。它在每個時鐘周期輸入輸出四個復(fù)數(shù)采樣。每個FFT內(nèi)核運行速度超過80 GFLOPs,這一般需要FPGA才能比較好的實現(xiàn)。一般車載雷達(dá)的采樣點在512-2048左右,但軍用的可以達(dá)到8192,必須配備FPGA。如下圖在AudizFAS的實物中,采用了Altera的CycloneV SoCFPGA,作為sensor fusion,同時負(fù)責(zé)毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理。

  瑞薩(Renesas)

  瑞薩針對ADAS處理器這一塊業(yè)務(wù),提供了較完整的產(chǎn)品線系列,也提供ADAS Kit開發(fā)系統(tǒng)。就芯片系列來說,最出名的莫過于其R-Car產(chǎn)品線,該系列高配產(chǎn)品的硬件架構(gòu)包括了ARM Cortex A57/53、ARM Cortex R系列、Video Codec,2D/3DGPU、ISP等,能同時支持多路的視覺傳感器輸入,支持OPENGL、OpenCV等軟件,符合ASILB車規(guī)級別。其實該產(chǎn)品最早是用于車載信息娛樂系統(tǒng),而后該系統(tǒng)產(chǎn)品逐步適配汽車環(huán)視視覺系統(tǒng)、儀表板及ADAS系統(tǒng)等,該發(fā)展路徑值得國內(nèi)想進(jìn)去汽車領(lǐng)域的半導(dǎo)體廠商借鑒。

  

從產(chǎn)品窺探ADAS處理器芯片現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

 

  

從產(chǎn)品窺探ADAS處理器芯片現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

 

  除了R-Car系列產(chǎn)品外,就像NXP一樣,瑞薩也有針對雷達(dá)傳感器的專業(yè)處理器芯片如RH850/V1R-M系列,該產(chǎn)品采用40nm內(nèi)嵌eFlash技術(shù),優(yōu)化的DSP能快速的進(jìn)行FFT的處理。

  最近有報道說瑞薩發(fā)布了Renesas Autonomy,一個全新設(shè)計的ADAS和自動駕駛平臺。具體細(xì)節(jié)還不清楚,但是據(jù)瑞薩電子美國區(qū)汽車業(yè)務(wù)副總裁Amrit Vivekanand指出,瑞薩此次推出的自動駕駛平臺與競爭對手不同,“這是一個開放的平臺,希望用戶更方便地將他們的算法、函數(shù)庫和實時操作系統(tǒng)(RTOS)移植到平臺中來。” Renesas Autonomy平臺發(fā)布的第一個產(chǎn)品,是一塊圖像識別片上系統(tǒng)(SoC),叫作R-Car V3M。瑞薩將該高性能視覺處理芯片描述為“優(yōu)化處理單元,首選應(yīng)用于智能相機(jī)傳感器,也可以用于環(huán)繞視覺系統(tǒng)甚至激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理。”來自半導(dǎo)體行業(yè)分析公司Linley Group的高級分析師Mike Demler認(rèn)為,此次發(fā)布的開放平臺和產(chǎn)品,可以看作一種瑞薩電子對標(biāo)Mobileye的布局,“他們希望吸引到?jīng)]有與Mobileye合作的汽車制造商,尤其是日本廠商,也希望吸引到一些制造ADAS產(chǎn)品的Tier 1廠商。 ”相比于Mobileye處理平臺的“黑箱”系統(tǒng),瑞薩在不斷強(qiáng)調(diào)解決方案的“開放”二字,這也是每個誓要抗衡Mobileye的處理器廠商都傾向于談?wù)摰膯栴}。瑞薩方面表示,其最新發(fā)布的R-Car V3M處理模塊的全部算法將對其用戶開放。

  英飛凌(Infineon)

  作為汽車電子、功率半導(dǎo)體以及智能卡芯片的全球市場領(lǐng)袖,英飛凌一直以來為汽車等工業(yè)應(yīng)用提供半導(dǎo)體和系統(tǒng)解決方案。英飛凌在24/77/79G雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器器件及處理芯片方面都具有領(lǐng)先的技術(shù)。除此之外,在車身控制、安全氣囊、EPS、TPMS等等各方面都有自己的解決方案。


上一頁 1 2 下一頁

關(guān)鍵詞: ADAS 芯片

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉