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開芯課堂 | 跨域計算為什么會成為未來智能汽車的發展趨勢?

開芯課堂 | 跨域計算為什么會成為未來智能汽車的發展趨勢? 2023/09/22

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引 言


汽車行業是個有上百年歷史的產業,從人類造出第一輛車開始,到最新的電動智能汽車,以及飛行汽車的探索,汽車產業發展的步伐從未停滯過。現如今電動汽車產業進入了“智能化”下半場,車企研發的競爭也從傳統的“馬力”逐步演變為“算力”和“智力比拼。特別是隨著芯片被引入到汽車產業,它成為了近代汽車發展的最重要推動力之一。


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我們可以看到,現在的智能汽車,


駕艙內:從最早機械儀表加收音機,到現在的包含各種大小屏幕、抬頭顯示,端云互聯,融合語音、視覺,手勢等多模態交互的智能座艙出現;


在駕駛領域:從最開始的360全景,FCW/LDW, APA輔助泊車,到同時解放手腳的L2、NOA,發展到現在業界正在努力嘗試的解放雙眼的L3和L4級別自動駕駛;


同時在車身底盤動力方面,從最初的獨立功能的BCM/網關/PTC等,到現在智能電動車上至關重要的VCU/BMS, 進一步發展到支持整車計算的CCU單元;


這些快速出現的新功能,新場景,新變化,正日益改變人們的日常出行體驗,而這些功能的背后正是汽車電子電氣架構演進帶來的結果。




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傳統汽車分布式電子電氣架構諸多不足



我們傳統的汽車分布式電子電氣架構,已不能適應汽車智能化的進一步進化,這種架構存在著諸多不足:


· 分布式架構各個ECU之間計算能力無法協同,相互冗余,還會帶來算力浪費的弊端;

· 嵌入式操作系統及上層業務軟件往往由不同的Tier1提供,模塊接口、開發方式迥異,導致難以統一維護和OTA升級;

· 分布式架構的ECU間通信復雜,導致線束成本增加并加大裝配難度。



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在此境況下,各車企開始逐漸從分布式、獨立功能的分布式架構,走向功能集中、高性能的域控制架構。高度集成是解決之道。基于少量高性能處理器打造汽車的“大腦 ”,通過一套新型的電子電氣架構,形成快速傳遞信息的“神經網絡”和“血管”,以控制和驅動所有電子件和傳感器。當然越來越集中化、簡潔化的域控制及中央集中式架構架構演進,需要不同算力類型的車載芯片來滿足功能支持。


以一輛智能汽車的計算需求來看,我們把算力類型分成這七大類:通用CPU、AI神經網絡處理、圖像渲染、專用的CV計算,音頻音效處理、高效安全的實時性算力和大吞吐的數據交換能力。在不同的計算場景下面,這些算力以不同規格進行不同的組合,以滿足不同的功能使用需要。當然這些不同場景不單單是對于這些算力的簡單組合,還有著不同的指標要求。有的需要及時反饋,響應快速;有的需要穩定可靠、安全第一;有的需要性能強悍,兼容軟件豐富,通用性好。這些要求,很多時候是很難同時兼顧。


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未來的智能汽車需要什么樣的計算芯片



因此,未來的智能汽車計算芯片需要支持中央化的計算趨勢,支持跨域多功能集成,高效且易用;


合理且有效的算力類型和算力規格,在可行的工藝制程下,全面靈活的實現性能、功耗、成本的最佳平衡;


嚴苛的安全交付、流程認證,最大程度地保證車輛穩定安全有效覆蓋多場景應用,硬件兼容,軟件重用,支持算法快速持續的迭代,為汽車解放更多的軟件價值;當然還需要極致的成本控制能力,滿足車企的降本的壓力。





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黑芝麻智能武當系列
C1200跨
域計算芯片平臺


基于對車載技術的思考和理解,黑芝麻智能推出全新打造的跨越系列——“武當系列”c1200,它是業內首個智能汽車跨域計算芯片平臺,它具備“新、準、強、高”的四大產品特點。


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融合架構

首先,在武當系列上,架構設計上融入了黑芝麻智能多年在車載計算領域耕耘的心得,采用了創新的融合架構,通過異構的隔離技術,把不同算力,根據不同場景,以及不同規格和安全的要求進行搭配、組合,能夠支撐汽車電子電器架構靈活發展,支持艙駕、雙腦、中央計算等多種架構的方案。同時這個架構具備強大的數據吞吐和數據交換的能力,為上層算力應用提供了一個扎實的數據處理底座。


通過這一創新架構,能夠滿足跨域的多場景需求。比如在提供NOA級別智駕的同時,不但能滿足儀表的安全可靠的需求,也能滿足信息娛樂系統的強大渲染能力和通用算力的要求,同時還能提供AR-HUD、流媒體后視鏡、駕駛員監控等最新的酷炫功能所需的算力。


確市場定位

其次,在芯片的定位上,清晰的瞄準了客戶最希望我們覆蓋的市場:將智能化帶往更為海量的L2+級別融合計算應用市場。力求在這個市場上,在給客戶帶來高價值的同時,也能夠做到給客戶帶來最優的成本、最優的系統。黑芝麻智能的設計目標,就是通過單芯片,在更為海量的車型上,同時提供人機交互、行泊一體、數據交換的能力。


大家族化平臺

基于行業最先進的工藝,確保性能、功耗、成本最好平衡的基礎上,提供強大的綜合算力。同時我們本著方便客戶的理念,強調客戶開發的平臺化,通過一套SDK滿足客戶各個場景的需要,節省開發時間,以及后續長期的維護代價。同時將開發工具也做成了家族化,基于華山系列的深度學習的工具鏈,實現算法的一鍵遷移,保證現有華山系列客戶的軟件資產得到最大程度的繼承。


車規要求

黑芝麻智能在車規領域有多年的打拼,三代車規芯片都是一次流片成功,出色的設計和開發團隊,長期提供給客戶高可靠性、高功能安全、高信息安全這“三高”的保障,在“武當”這個平臺上更是大幅的優化了上一代的設計,在大大提高性能的同時,提供了ASIL-D等級的功能安全能力,以及面向全球各個區域市場的信息安全能力。


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在一個單芯片中集成更多的功能,讓數據不成為計算的瓶頸,達到極致的系統成本,滿足車規最高安全等級,最大程度重用客戶軟件投入,解放智能汽車的軟件價值,這是黑芝麻智能一直以來對芯片設計和行業應用的思考,也是黑芝麻智能推出武當系列C1200的動力,我們也希望武當系列C1200能夠開啟智能汽車跨域融合的時代,為智能汽車發展貢獻中國“芯”力量。







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