自动驾驶硬件平台是多种技术、多个模块的集成,主要包括
传感器平台、计算平台和控制平台
。
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硬件传感器接收到的各种环境信息数据会被导入到计算平台,由不同芯片进行运算,所以,计算平台的设计直接影响自动驾驶系统的实时性和鲁棒性。
计算芯片在自动驾驶系统中充当了大脑的角色
,自动驾驶芯片的发展某种程度上直接代表了自动驾驶的进程。
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那么,
自动驾驶芯片发展现状如何?
未来趋势怎样?
主流技术掌握在谁的手中?
本文将为你一一解答。
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汽车电子发展初期以分布式ECU架构为主流,芯片与传感器一一对应,随着汽车电子化程度提升,传感器增多、线路复杂度增大,中心化架构DCU、MDC逐步成为了发展趋势。
ECU
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GPU
近年来,随着汽车辅助驾驶功能渗透率越来越高,传统CPU算力不足,越来越难以满足处理视频、图片等非结构化数据的需求。所以,
GPU依靠同时处理大量简单计算任务的特性,在辅助驾驶领域成功取代CPU成为了主流方案。
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但ADAS作为自动驾驶的过渡阶段,是需要不断进化的,在此过程中会有越来越多的传感器加入进来,当激光雷达点云数据以及大量传感器加入到系统后,需要接受、分析、处理的数据也只会越来越多并且更加复杂。
➜
GPU+FPGA
在此情况下,适用于单一指令并行计算的GPU显然已经不能满足需求,所以需要适用于多指令,单数据流的FPGA的加入,结合两者优势,形成GPU+FPGA的解决方案。
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这也是目前大多数自动驾驶计算芯片采用的解决方案。
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ASIC
不过,更多专业人士认为,
定制化的ASIC专用芯片才是自动驾驶领域的未来趋势。
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FPGA客户可根据需求编程,改变用途,但量产成本较高,适用于应用场景较多的企业、军事等用户。
定制化的ASIC是已经制作完成并且只搭载一种算法和形成一种用途,所以具有
更高的处理速度和更低的能耗
,虽然首次“开模”成本高,但量产成本低。
适用于场景单一的消费电子市场
,如移动终端、自动驾驶、挖矿等。
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ASIC可在相对低水平的能耗下,将车载信息的数据处理速度提升更快,并且性能、能耗和大规模量产成本均显著优于GPU和FPGA。
因为目前自动驾驶算法仍处在发展阶段,需要快速更迭和进化,因此大多自动驾驶芯片使用GPU+FPGA的解决方案。但随着自动驾驶芯片的定制化需求提升,待未来自动驾驶算法稳定后,
定制化的ASIC专用芯片将成为行业主流
。
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目前出货量最大的驾驶辅助芯片厂商
因特尔(Mobileye)、英伟达
形成“双雄争霸”局面,Xilinx则在FPGA的路线上进军,Google、地平线、寒武纪向专用领域AI芯片发力,而国内的四维图新、全志科技、森国科等也在积极研发ADAS及自动驾驶芯片。
▶英特尔的方案是ASIC+FPGA,核心优势是Mobileye的
EyeQ系列芯片
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Mobileye的EyeQ系列芯片可以处理摄像头、雷达等多种传感器融合产生的大量数据,在L1-L3自动驾驶领域具有极大的话语权,目前出货量超过了2700万颗。
▶英伟达的方案以GPU 为主。
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采用CPU+GPU异构设计,芯片算力强大且具备很强的灵活性;但缺点是功耗高,应用在汽车(尤其是电动汽车)上的时候面临散热、续航等问题。
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自动驾驶已经成为不可逆转的趋势,新一轮的电子革命也已经开始,而参与这次革命的既有一路见证半导体变迁的老牌公司,也有乘着风口强势入局的后起之秀。
不论是ADAS处理芯片还是自动驾驶芯片,总而言之,未来可期!