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【芯视野】英伟达“雷神之锤”轰开舱驾融合的一片天

来源:爱集微

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09-23 17:50

集微网报道(文/王丽英)智能驾驶技术的发展可谓日新月异,刚刚业界还在讨论域控制器,现在,英伟达算力高达2000TOPS的Thor雷神芯片已宣布问世,大有融合各种控制器之势。

不过,从英伟达公布的时间来看,这款芯片最快也要2年后量产,要想体验装载这款大算力芯片的智能汽车,还要等一段时间,但这其中透露出的融合趋势已非常明显。

如果说我们距离All in One的全集成汽车中央计算架构还有一定距离的话,那时下,将智能座舱与自动驾驶融合起来的舱驾融合已在紧锣密鼓推进中。

汽车EE架构:从分布走向集中

从汽车电子电气架构(EE架构)的发展变迁中,可以更好地理解这种集中融合之势。

最初,汽车上每个电子控制功能都需要一个ECU(内含MCU),随着电子化程度提升,ECU 数量不断增多,不仅带来了十分复杂的线束设计,也使逻辑控制变得混杂。这时,域控制器概念便应运而生了。

域控制器概念最早由博世、大陆、德尔福等 Tier1 厂商提出,通过利用处理能力更强的芯片集中控制每个域,从而取代传统的分布式电子电气架构。这种架构可以将传感与处理分开,传感器和 ECU 不再一对一,可以大大减少ECU的数量,控制管理也更容易。

按功能属性划分,博世将汽车电子控制系统分为五部分:自动驾驶(辅助驾驶)域、动力域、底盘域、座舱域(娱乐、通信)和车身域。

在使用域架构的厂商中,特斯拉是最激进也最具革新精神的一家,早在2017年,特斯拉就开始摒弃原来的明显的功能域划分模式,实现跨域融合,或者说按位置域划分,特斯拉将汽车电子控制系统分为三部分:中央计算模块、左车身控制模块和右车身控制模块 。其中,中央计算模块将 ADAS 域、信息娱乐系统域和通信系统域集成到一起,基于这种架构,汽车上的ECU大大减少,集成度明显提高。

随着芯片算力的提升,以及汽车应用复杂化,各功能区、位置区互相渗透,这种域集中式控制架构正进一步融合发展为中央计算架构。

英伟达CEO黄仁勋在介绍刚刚宣布的雷神芯片时,就明确表示这颗SoC就是为汽车的中央计算架构而设计的,用这一颗芯片可同时为自动泊车、智能驾驶、车机、仪表盘、驾驶员监测等多个系统提供算力。

域控制架构量产加速 舱驾融合趋势突显

从国内外整车企业发布的新车来看,目前正在从分布式电子电器架构向域集中式控制器架构过渡。无论是传统汽车还是新能源汽车上,域集中式架构正越来越多地应用于量产车型。

国外品牌中,除了电动汽车厂商特斯拉,大众、丰田、宝马等传统车企都在进行电子电气架构升级换代布局。国内厂商中,蔚来、小鹏、理想、威马、岚图、吉利、广汽、上汽等都已推出采用新型架构的量产车型。

黑芝麻智能CMO杨宇欣认为,2022年,国内很多车企的主流车型都将量产新一代电子电器架构,域控制器架构开始流行,这是汽车智能化的一个新阶段。

从目前国内汽车主要采用的五域架构来看,车身、底盘域、动力域控制器处于前期阶段,后续渗透率有望持续提升。随着L2级自动驾驶渗透率的稳步提升,自动驾驶域控制器与座舱域控制器将迎来大规模应用。

在域控制架构的布局实施中,融合是各车企一直在寻求突破的下一个规划方向。例如,将座舱域与智驾域融合,或将座舱域、智驾域及其它域融合,进而打造中央计算平台,这是几乎所有头部汽车厂商们正在进行的规划。

在云途CEO耿晓祥看来,汽车域控架构发展有两大趋势,一是从功能域向位置域发展,二是域功能的集中,舱驾融合就是域功能集中趋势的一个具体体现,自动驾驶和座舱芯片的芯片制程、设计方法、架构有很多相似之处,是舱驾融合率先实现域功能集中的原因之一。

最近,百度旗下的集度汽车推出了首款汽车机器人ROBO-01,号称采用了自研的舱驾融合技术,虽然称为舱驾融合,但集度汽车仍搭载了高通 8295 智舱芯片和英伟达 Orin X 智驾芯片两颗域控制器。按照集度的说法,基于SOA的舱驾融合技术,可实现算力共享、感知共享、服务共享,智舱域控制器可支持智驾系统失效下的系统级安全冗余,而智驾域控制器则可支持智舱3D人机共驾地图的极致AI交互。不难看出,这种舱驾融合技术主要是软件层面的融合。

百度车联网事业部总经理苏坦认为,未来几年,舱驾融合将是汽车行业重要的趋势之一。他指出,随着基础设施越来越完善、相关算法越来越先进,智能座舱和智能驾驶的边界会变得越来越模糊,目前舱驾融合已经具备技术性基础,功能融合已经开始出现,目的只有一个,就是给用户提供体验更好且成本更低、高度可信赖的产品。

机遇挑战 融合之路如何走出中国方案

舱驾融合进而向中央计算架构演进之路怎么走,业界尚没有标准答案,各家厂商都在探索中推进。

特斯拉目前采用的方案可以看作舱驾融合的一个初期探索,只是把座舱和智驾的域控制器集成在一个盒子里面,但基于这种架构所带来的用户体验的提升有目共睹。即将量产上市的集度汽车也同样采用了智驾和座舱两颗芯片,融合更多体现在应用层面:一是智能驾驶“真冗余”,二是3D人机共驾地图。

可以看出,目前车企所尝试的舱驾融合更多的是在应用层面,相对较容易实现,真正要达到硬件芯片层面的融合,面临的挑战更多更难。

耿晓祥认为,舱驾融合或者更多域功能的集中,将导致软件复杂度大幅提升,软硬件解耦势在必行,这是一个大挑战;另外,功能的集中会带来功能安全方面的问题,多个功能放在一个芯片中,从安全的角度来看,风险更高,需要从芯片架构和生产过程中做优化。

另一方面,融合架构还会给芯片算力与汽车操作系统带来更大的挑战。座舱域、智驾域等几大“域”对操作系统的需求并不一致,例如,座舱系统对于屏幕的色彩处理和渲染要求比较高,而智驾系统则对安全要求特别高。汽车操作系统要兼顾不同域需求,同时跟上层的软件应用、底层的硬件资源进行衔接。

尤其是在大算力芯片及高端车规芯片领域,目前占据绝大多少市场的仍是国外厂商,在自动驾驶领域,主要是英伟达、Mobileye,智能座舱领域,有高通、瑞萨、恩智浦等。国内厂商在这一领域亟待突破。

尽管挑战重重,融合架构所带来的成本更低、通讯时延更短、OTA升级空间更大、用户体验提升等多种优势,推动着国内产业链上下游厂商加大布局力度。

除了上面所提到的整机厂商外,百度、华为等平台厂商,德赛西威、中科创达、创时智驾等Tier1厂商最近也都推出了相应的融合方案,芯片厂商中地平线、杰发、黑芝麻、芯擎科技等正在推进高算力自动驾驶及智能座舱芯片量产,芯驰、云途半导体、芯旺微、国芯科技、紫光国微等车规芯片厂商也都在积极布局域控制器产品。

传统汽车架构时代,汽车产业链形成了较为稳固的“Tier3-Tier2→Tier1→主机厂商”这种长链形式。在国外厂商主导的Tier1把控下,国内厂商很难打入汽车供应链,尤其是汽车芯片,形成了国外巨头主导的格局。现在,汽车从分布式向融合架构的变革,主机厂的主导作用加强,原来的长链供应模式正变成以主机厂为核心的、各级供应商边界渐趋模糊的供应模式,这无疑给国内厂商提供了难得的机遇。在智能汽车走向融合架构的发展契机下,中国厂商或走出行业引领之路。(校对/张轶群)


责编: 张轶群

王丽英

作者

微信:qingq-wly

邮箱:wangly@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注半导体设计制造、汽车电子、人工智能及AIoT产业链。微信:qingq-wly

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