解析汽車輔助系統(tǒng)革命，汽車駕駛時代即將迎來春天！

　　我們正處于汽車技術巨變的起點，其驅動力來自于避免碰撞技術和先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）。汽車變得越來越智慧化，連網(wǎng)能力也越來越強，各種相關的技術將不斷為高速公路上奔馳的自動駕駛車以及可能的分心駕駛降低固有風險。在以軟體為導向的變革中，諸如FPGA和SoC等可編程元件正扮演核心角色。

　　三種汽車，一場革命

　　如今，在加州南灣，你每天都可以看到象征汽車產(chǎn)業(yè)世界性變化趨勢的三種汽車：時髦的特斯拉（Tesla） Model S悄然無聲息的駛過；在后窗貼著‘U’的Uber新型汽車接送乘客；以及在車頂安裝旋轉光達（LiDAR）的新款Lexus SUV正沿著街道自行駕駛，而身處世界任何位置的遠端駕駛人則忙著收集資料。這些日常所見代表著三種同時出現(xiàn)的技術趨勢，正顯著地突破汽車現(xiàn)狀：電動化、連網(wǎng)化和自動化。每一種趨勢均以不同的速度在發(fā)展，但這三種趨勢都有一個共同點：軟體！

　　軟體：改善今日，革新未來

　　自從2004年以來，普通汽車中的電子元件成本比重已經(jīng)從20%倍增到40%了。今天的豪華汽車中通常包含100個微處理器，執(zhí)行1億行軟體程式碼，并控制著從引擎時序到車載資訊娛樂系統(tǒng)中的一切。

　　我們正處于這樣一個時間點：軟體、感測器和處理器帶來全新的汽車功能，而不只是簡單地將傳統(tǒng)功能從機械控制轉換為電子控制。今天的ADAS系統(tǒng)和明日的自動駕駛系統(tǒng)將完全依賴于軟體，以理解來自感測器、攝影機、網(wǎng)際網(wǎng)路、基礎設施以及其它車輛的資料。

　　汽車的復雜性提升，改變了汽車價值鏈。電動化、連網(wǎng)化與自動化的趨勢，只是加速其價值朝向提供元件和軟體的公司轉移，并遠離疏于創(chuàng)新的OEM廠商。

　　這種轉移將帶來兩種影響。首先，軟體將成為關鍵的市場差異化因素，迫使OEM縮短生產(chǎn)周期，并為傳統(tǒng)系統(tǒng)提供支援和升級。其次，朝向軟體轉移有助于后來者在產(chǎn)業(yè)中創(chuàng)新，并提高進入門檻。

　　在配備ADAS的典型汽車中，許多感測器可以為電子控制單元（ECU）提供有關外部駕駛環(huán)境的資料，從而實現(xiàn)諸如避免正面碰撞（FCA）等應用。

　　圖1：基本的ADAS架構配備許多感測器，為ECU提供有關駕駛情況的資料

　　電子控制單元隨即使用軟體判斷是否存在威脅，并啟用煞車致動器（或可能其它措施）以減輕這種威脅。

　　用于駕駛輔助應用的現(xiàn)有感測器是自動駕駛車的硬體基礎。未來的感測器將會越來越小、越來越快和越來越便宜。但在目前的ADAS系統(tǒng)和未來的完全自動駕駛系統(tǒng)之間，真正的差距在于軟體。無論輸入資料能以多快的速度處理，可讓汽車在復雜駕駛環(huán)境中比人類駕駛更高效、更安全駕駛的軟體演算法仍然是最大的挑戰(zhàn)。

　　可編程元件加速創(chuàng)新

　　作為溝通專用硬體和創(chuàng)新軟體之間的橋梁，諸如賽靈思（Xilinx）的Zynq-7000 All Programmable SoC等可編程元件已經(jīng)成為當今最復雜的ADAS系統(tǒng)核心，并快速取代較欠缺通用性的ASSP。在同一元件上整合Zynq SoC的ARM處理器和FPGA邏輯元件，可以協(xié)助OEM搭建出高整合度、完全可編程的ADAS平臺，這種平臺能夠根據(jù)汽車產(chǎn)品線進行調(diào)整，還能加入新的增強功能，以因適嚴苛且不斷演進的用戶要求。

　　汽車OEM可以在許多平臺配置中發(fā)揮Zynq SoC的作用。該元件可用為多感測器、多功能的駕駛輔助平臺、高解析的視訊和繪圖平臺、汽車連網(wǎng)和連網(wǎng)平臺，以及影像處理與辨識平臺。

　　在這些應用中，使用者可以在SoC的邏輯部份實現(xiàn)設計中最復雜和運算最密集的功能演算法，并在板載ARM處理系統(tǒng)中建置連續(xù)處理功能。

　　圖2：ADAS軟體演算法必須能夠處理道路類型、速度和威脅的復雜度

　　他們利用高速I/O連接至感測器，并創(chuàng)建連接至汽車網(wǎng)路的高可靠性連接。用戶還可以利用SoC供應商提供的IP以及其設計工具和開發(fā)環(huán)境，快速地開發(fā)出ADAS平臺。

　　新產(chǎn)品的推出，如Zynq SoC的Zynq UltraScale+ MPSoC版本，可以藉由其它任何晶片架構無法匹敵的可編程設計平臺，協(xié)助OEM實現(xiàn)更加復雜的融合系統(tǒng)。

　　消費者的采納與擴散

　　雖然OEM選擇不同的市場策略推出ADAS和汽車自動駕駛功能，但從2010年開始幾乎每年都持續(xù)推出功能越來越強大的ADAS汽車。

　　圖3：諸如“避免交通擁塞輔助”等較簡單的系統(tǒng)將率先推出，緊接著是能夠操控汽車的系統(tǒng)

　　既然已經(jīng)能取得這種技術的早期版本，那么消費者采納的速度有多快呢？

　　這種相對較高成本的汽車意味著具有ADAS功能的汽車和自動駕駛車的普及率可能比起其它現(xiàn)代技術稍慢一些，但仍然較傳統(tǒng)汽車的普及率更快得多。

　　正如其它新技術的采納一樣，先驅者和早期采納者將有助于配置ADAS的汽車早期推廣，一旦安全優(yōu)勢得到證明、成本也進一步降低，就會逐漸被大多數(shù)的消費者接受。這意味著普及率來自其所具有的優(yōu)勢，而不是受制于成本。

　　為了證明這個結論，市場諮詢公司Marconi Pacific針對ADAS和自動駕駛進行了消費者調(diào)查。結果顯示，最初吸引消費者的是這種技術的安全性和便利性。安全性將是家庭采納的主要動機，因為他們將會瞭解配備ADAS的汽車如何避免導致乘客傷害甚至致死的碰撞。

　　另外一個重要的動力來自時間的重復利用。能夠在高速公路上定速巡航、同時不需要把太多注意力放在道路上，將是加速這一需求的重要推動力。

　　Marconi Pacific已經(jīng)建立了一個新技術擴散模型，更能有效地理解導入這種技術進展的步伐以及消費者的接受度。這種模型是基于情境的，且具有許多輸入。關鍵因素包括汽車年銷售量、ADAS技術的導入日期以及車輛汰舊換新預測等。

　　結果相當驚人。根據(jù)該模型發(fā)現(xiàn)，到2035年，所有細分市場中將有超過50%的汽車和85%的新車銷售都將是配備ADAS的汽車或自動駕駛車。

　　圖4：當消費者體認識到安全與便利等優(yōu)點時，ADAS和自動駕駛車（AV）技術將創(chuàng)造另一波銷售高峰

　　當然，不同層級的ADAS和自動駕駛將對社會產(chǎn)生不同的影響，包括每年發(fā)生碰撞的次數(shù)減少程度、對于交通擁塞的影響以及對于共乘或Uber等服務的影響等都不相同。

　　圖5：根據(jù)該模型預測，ADAS/AV技術的累積銷售量將在2035年達到汽車總銷售量的85%

　　汽車生態(tài)系統(tǒng)意義

　　汽車領域及其相關產(chǎn)業(yè)形成了一個很大的生態(tài)系統(tǒng)，并滲透至全球經(jīng)濟。從表1可以看出ADAS和自動駕駛不僅對汽車也對許多周邊產(chǎn)業(yè)帶來重大影響。

　　隨著電動化、連接能力和自動化方面的創(chuàng)新不斷突破現(xiàn)狀，不僅OEM感受到這一波效應，其它許多領域和以往圍繞著傳統(tǒng)個人汽車構建的商業(yè)也感受到了。能夠迅速抓住機會的公 司即將取得成功，而延遲導入技術者將注定失敗。

　　表1：ADAS和自動駕駛車將在汽車與許多產(chǎn)業(yè)帶來創(chuàng)新