自動(dòng)駕駛芯片需要滿(mǎn)足高吞吐與低時(shí)延

1 無(wú)人駕駛車(chē)輛的電子趨勢(shì)

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展, 汽車(chē)的智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化都是賽靈思關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域。展望未來(lái)，無(wú)人駕駛車(chē)輛的電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)是從分布式處理單元到集中式域控制器，傳感器則是向看得更遠(yuǎn)、更廣、更清晰演進(jìn)。例如相機(jī)傳感器從1MP像素邁向2MP像素，而自動(dòng)駕駛則需要4MP~8MP像素，AEB（自動(dòng)包圍曝光）相機(jī)將成為標(biāo)準(zhǔn)配置。FOV（場(chǎng)視角）增大，毫米波雷達(dá)從2D FFT邁向成像雷達(dá)，激光雷達(dá)則邁向固態(tài)和更低成本，駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)邁向座艙監(jiān)控系統(tǒng)等。這一系列的變化持續(xù)演進(jìn)，需要的是更加靈活、自適應(yīng)的芯片器件所支持的架構(gòu)，而賽靈思的靈活應(yīng)變的FPGA及SoC系列正好可以滿(mǎn)足這一需求。

在邁向自動(dòng)駕駛的過(guò)程中，功能安全冗余、環(huán)境感知、多傳感器數(shù)據(jù)融合、海量數(shù)據(jù)的處理等，都是目前行業(yè)急需解決的技術(shù)痛點(diǎn)。

賽靈思(Xilinx) 汽車(chē)電子系統(tǒng)架構(gòu)師 毛廣輝

2   賽靈思的解決方案

賽靈思器件的多核異構(gòu)加速的特性，加上特有的自適應(yīng)能力，可以幫助自動(dòng)駕駛客戶(hù)解決上述問(wèn)題。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1)   賽靈思器件提供優(yōu)秀的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速能力。MPSoC提供軟核加速器DPU支持Caffe、TensorFlow、PyTorch，而Versal提供了AIE的硬核化加速器，兩者均可實(shí)現(xiàn)高能耗比的算力輸出。配合Vities AI軟件工具鏈，客戶(hù)可以很方便的部署自己的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)算法的快速迭代。Vitis同時(shí)提供一系列的IP 庫(kù)，可以用來(lái)加速前后處理，從而解決了加速瓶頸，實(shí)現(xiàn)了整體AI推斷過(guò)程的加速，以最低時(shí)延提供最高吞吐量。

2)   賽靈思MPSoC提供豐富的I/O接口，對(duì)接不同種類(lèi)和規(guī)格的傳感器，使數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)在硬件邏輯端側(cè)的加速。另外，其MIPI支持速率高達(dá)2.5 Gb/s，GTH收發(fā)器速率達(dá)到16.3 Gb/s，同時(shí)支持多路Ethernet 以及邏輯側(cè)擴(kuò)展PCIe，從而實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量。賽靈思獨(dú)特的并行流水作業(yè)，使客戶(hù)可以在單顆器件上同時(shí)實(shí)現(xiàn)高吞吐量和低時(shí)延。這對(duì)自動(dòng)駕駛的安全性至關(guān)重要。高吞吐量且低時(shí)延這一特性，同樣體現(xiàn)在了下一代Versal ACAP平臺(tái)上，而且新平臺(tái)還能夠提供更加高速的I/O，包括高帶寬存儲(chǔ)（HBM）和片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）等技術(shù)。

3)FPGA邏輯資源的另一優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在處理傳感器數(shù)據(jù)的深度融合。深度融合是指原始數(shù)據(jù)（RAWData）的融合，其可以支持?jǐn)?shù)據(jù)信息不會(huì)丟失，高精度和高準(zhǔn)確率。而CPU或ASIC處理的是物體級(jí)（Object-Level）的融合，無(wú)法處理如此規(guī)模的并行矩陣數(shù)據(jù)。

4)   賽靈思提供的是車(chē)規(guī)級(jí)器件，并擁有FPGA的靈活性和可擴(kuò)展性，滿(mǎn)足了自動(dòng)駕駛不同級(jí)別的需求。賽靈思提供XA車(chē)規(guī)級(jí)器件，覆蓋從28nm工藝的FPGA、Zynq SoC，16nm工藝的MPSoC，及下一代7nm工藝的Versal ACAP。MPSoC符合功能安全I(xiàn)SO26262 ASIL-C，下一代Versal ACAP 符合功能安全I(xiàn)SO26262 ASIL-D。

5)賽靈思器車(chē)規(guī)級(jí)器件在符合AEC-Q100的同時(shí)，也遵循質(zhì)量體系認(rèn)證ISO9001 Certification、IATF 16969 Certification。同時(shí)符合信息安全的要求，以滿(mǎn)足車(chē)載OTA功能的開(kāi)發(fā)。賽靈思致力于為駕駛?cè)藛T提供當(dāng)今市場(chǎng)上最先進(jìn)的安全特性。

6)   賽靈思與眾多合作伙伴合作，積極建立生態(tài)系統(tǒng)，諸如AUTOSAR的部署，RTOS的部署等，從而助力自動(dòng)駕駛。

賽靈思在汽車(chē)領(lǐng)域擁有超過(guò) 20 年經(jīng)驗(yàn)，是當(dāng)之無(wú)愧的汽車(chē)解決方案領(lǐng)先提供商。賽靈思汽車(chē)解決方案為當(dāng)今與未來(lái)的自主駕駛模塊提供了極致的軟硬件劃分靈活性，并輔以各種網(wǎng)絡(luò)連接選項(xiàng)、獨(dú)特的功能安全架構(gòu)配置及安全特性。賽靈思已累計(jì)全球出貨超1.9 億件車(chē)規(guī)級(jí)器件，其中7 500萬(wàn)件用于量產(chǎn)型ADAS系統(tǒng)部署。賽靈思與全球200多家汽車(chē)企業(yè)合作，其中包括主流一級(jí)供應(yīng)商、OEM 廠商和初創(chuàng)品牌等企業(yè)。

（注：本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2020年12月期）