汽車電子趨勢(shì)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新約束

在當(dāng)前汽車電子領(lǐng)域，一股潮流正在形成。

汽車行業(yè)的發(fā)展受到兩大關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素的影響：對(duì)跨平臺(tái)軟件開發(fā)的一體化視圖需求以及對(duì)硬件開發(fā)成本的限制。

汽車內(nèi)部的智能化觸及方方面面。從智能倒車攝像頭到后視鏡，都具備物體識(shí)別功能，能夠檢測(cè)車輛后方的兒童或?qū)櫸?。駕駛艙內(nèi)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)能夠感知駕駛員注意力的分散，并在必要時(shí)采取行動(dòng)。而占用監(jiān)控系統(tǒng)則可檢測(cè)是否有兒童被遺留在車內(nèi)，這些系統(tǒng)通常結(jié)合使用視頻和雷達(dá)監(jiān)控技術(shù)。

管理智能化需求

軟件復(fù)雜性與成本

在車輛外部感知方面，前向視頻結(jié)合物體檢測(cè)已經(jīng)成為常規(guī)安全功能，用于感知碰撞風(fēng)險(xiǎn)和保持車輛在車道內(nèi)行駛。

這些功能現(xiàn)在正與4D成像雷達(dá)相結(jié)合，為視頻感知提供更豐富、天氣不敏感的補(bǔ)充。視頻加4DR將為自適應(yīng)巡航控制等新功能提供支持，這對(duì)于智能駕駛的發(fā)展至關(guān)重要。

汽車企業(yè)（OEM）和一級(jí)供應(yīng)商（Tier1）仍然致力于將所有這些功能集成到軟件中，以通過駕駛艙屏幕和其他控制器進(jìn)行管理。為了實(shí)現(xiàn)易于管理的集成，需要一個(gè)統(tǒng)一的軟件定義跨所有這些分布式功能。

在硬件方面，盡管人工智能供應(yīng)商在這方面投入了大量討論，但單靠人工智能部件還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足車企的需求。需要信號(hào)處理用于對(duì)象識(shí)別、處理4D點(diǎn)云的專用加速器以及高效且成本低廉的推理處理能力，同時(shí)還需要包括CPU集群、內(nèi)存管理和通信等其他計(jì)算功能。

這些功能需要在單一封裝解決方案中集成，以降低成本并提供性能和低功耗，這離不開最先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝的支持。

車企都在推動(dòng)著共同的差異化平臺(tái)架構(gòu)，旨在實(shí)現(xiàn)汽車周圍的、跨車型系列的和未來的托管分布式計(jì)算。車企還在降低成本，使汽車價(jià)格能夠符合消費(fèi)者的預(yù)期。

跟進(jìn)潮流

● 以視覺+雷達(dá)應(yīng)用為例，系統(tǒng)首先使用攝像頭進(jìn)行圖像捕捉，然后進(jìn)行一系列復(fù)雜的圖像信號(hào)處理功能，最后進(jìn)行人工智能操作。雷達(dá)從天線開始，然后經(jīng)過復(fù)雜的信號(hào)處理鏈生成4D雷達(dá)點(diǎn)云，最終進(jìn)行基于人工智能的識(shí)別。

● 以Cadence的Tensilica Vision 331和Vision 341 DSP為例，支持計(jì)算機(jī)視覺和雷達(dá)成像的信號(hào)處理，以及入門級(jí)人工智能和傳感器融合。這些內(nèi)核提供了改進(jìn)的功率、性能和面積，同時(shí)通過指令集優(yōu)化提供了雷達(dá)增強(qiáng)模式，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)6倍的性能提升。添加可選的Vision 4DR加速器后，性能進(jìn)一步提升4倍。這種增強(qiáng)使得汽車OEM可以減少芯片種類，同時(shí)支持可擴(kuò)展性。

對(duì)于車企的軟件開發(fā)人員來說，如果幾乎每個(gè)芯片都是其通用平臺(tái)芯片的實(shí)例，那么軟件的問題基本上就得到了解決。底層IP應(yīng)共享通用的、基于標(biāo)準(zhǔn)的API，例如用于DSP和GPU的OpenCL，用于連接MATLAB的Simulink，以及常用的AI模型接口（如ONNX、TensorFlow和PyTorch）。整個(gè)Tensilica IP系列及其NeuroWeave軟件編譯器工具鏈所支持的功能，可從標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)映射到目標(biāo)設(shè)備。

汽車企業(yè)可以從亞馬遜AWS的Graviton平臺(tái)的成功中汲取靈感，該平臺(tái)目前已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心，并專注于下一代創(chuàng)新。雖然汽車領(lǐng)域的異構(gòu)架構(gòu)平臺(tái)在某些方面會(huì)有所不同，但通用平臺(tái)的長期價(jià)值并沒有太大不同。

小結(jié)

汽車電子變化趨勢(shì)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來新的約束條件。通過對(duì)軟件和硬件的綜合考慮，車企正在努力實(shí)現(xiàn)更智能、更安全和更經(jīng)濟(jì)的車輛，將為未來的汽車技術(shù)發(fā)展帶來更多創(chuàng)新，并將為駕駛體驗(yàn)帶來新的變革。