2025-03-04 05:08:56 | 找车网
自动驾驶系统进化,汽车电子电气E/E架构加速向域控架构迁移,驱使着芯片性能和结构快速升级。
域控处理器需要处理大量图片、视频等非结构化数据,同时还需要整合雷达、视频等多路数据。原有单一芯片无法满足诸多接口和算力需求,车载处理器算力呈现指数级提升,具备AI能力的主控SOC芯片成为了主流。
SoC芯片集成了CPU、AI 芯片(GPU/FPGA/ASIC)、深度学习加速单元(NPU)等多个模块,相对于单核处理器,异构多核SoC处理器在算力、性能、成本、功耗、尺寸等方面具备更明显的优势。
当前,在智能汽车领域已经聚齐了各路芯片玩家,英伟达、高通等近年来在汽车主控SOC芯片领域大举布局,分别针对ADAS、自动驾驶以及智能座舱领域推出了系列芯片,率先于传统芯片企业在各领域快速落地;瑞萨电子、恩智浦、德州仪器(TI)等传统汽车芯片企业不甘落后,面向智能驾驶领域积极跟进。
除了外资巨头,在国内还有华为、地平线、黑芝麻、芯驰、芯擎科技等一大批企业已经快速崛起,为自主品牌车企提供了更多选择。
综合来看,主控芯片正朝向异构多核、高集成、低功耗等更高性能的方向迈进,同时也推动了域控制器升级和量产落地,东软睿驰等Tier1企业也在芯片技术的变革之下,与合作伙伴展开更多、更深入的合作,这对电子电气架构发展和软件定义汽车带来了极具意义的影响。
一、来自不同层级市场的芯片需求
一场算力竞赛已经在各大芯片企业之间悄然兴起。
高级别自动驾驶系统需要面对更复杂更广泛的场景,伴随着域内融合和跨域融合,未来芯片不会局限于自动驾驶域的计算任务,还会逐渐跨域升级成整车中央计算平台,对算力的要求呈现指数级增长。
有数据显示,L2级自动驾驶的算力需求不到10TOPS即可,但要实现L3级自动驾驶的算力需求则要求不低于100 TOPS,而如果到L5级自动驾驶,整车的算力还需要翻十几倍。
公开资料来看,大部分芯片企业纷纷瞄准了下一代自动驾驶大算力芯片,并且公布了相应的量产规划。
英伟达已经推出的全新一代自动驾驶芯片Orin单颗芯片算力高达200TOPS,支持L3-L4,资料显示 蔚来ET7 、上汽R ES33、 智己L7 都将采用英伟达Orin芯片,量产计划在2022年。今年4月,英伟达还发布了算力高达1000TOPS的Atlan芯片,支持L4-L5,预计在2025年量产。
另一大芯片巨头高通最新推出的Snapdragon Ride平台支持L1-L5自动驾驶,支持多芯片叠加使用,L3以下的辅助驾驶提供30 TOPs算力,面向L4-L5的自动驾驶系统提供700 TOPs的算力,量产时间节点为2022年。 找车网
自主品牌中,华为自主研发的HUAWEI MDC 810算力可高达400+TOPs,面向L4-L5级自动驾驶。地平线征程5单颗芯片AI算力为128 TOPS,组成的智能计算平台AI算力覆盖200-1000 TOPS;黑芝麻智能今年全新推出的A1000Pro系列芯片,INT8算力达到106TOPS、INT4算力高达196TOPS。
除了面向L3及以上级别ADAS领域的高算力芯片,未来几年L2-L2+级ADAS市场的爆发,同样蕴藏着巨大的市场空间。
高工智能汽车研究院监测数据显示,今年1-8月国内新车(合资+自主品牌)前装标配搭载L2级辅助驾驶上险量为224.27万辆,同比增长78.42%;在搭载率方面,今年1-8月国内新车前装标配搭载L2级辅助驾驶搭载率为17.03%。
未来几年L2会快速普及,L2+也会进入集中放量阶段,这意味着L2-L2+级ADAS市场有非常大的市场空间。
这种情况下,芯片并不需要过高的算力,但需要满足L2-L2+级别自动驾驶系统安全性和算力要求的同时,在成本、能效方面都具备明显优势。
以TI则推出的TDA4VM芯片为例,这款车规级芯片虽然算力仅有8TOPS,该芯片采用了多核异构的结构,配有包括Cortex A72、Cortex R5F、DSP、MMA等在内的不同类型处理器,由对应的核或者加速器处理不同的任务。
该芯片在算力、功能安全方面均满足L2+级ADAS系统的需求。有业内人士指出,TDA4VM是当前面向L2级别ADAS系统性价比非常高的一款SOC芯片。
今年8月,东软睿驰推出的全新一代行泊一体化域控制器,正是基于TDA4VM芯片打造面向未来几年L2-L2+级ADAS市场一款具有代表性的域控产品。
通过一“芯”两用,该域控制器能够支持5路高清摄像头、5路毫米波雷达、12路超声波雷达接入,摄像头最高支持800万像素,提供包括单车道自动巡航,触发式自动换道、自动泊车、遥控泊车等28项L2/L2+级功能。得益于行车ADAS的传感器及域控制器的复用,全新一代行泊一体化域控制器相比传统1V1R+APA的技术方案成本节省20%-30%。
东软睿驰自动驾驶行泊一体域控制器所支持的自动驾驶功能
二、“芯”力量下:域控赛道的新趋势
伴随着芯片的快速发展,在芯片的下游环节—域控制器赛道也开始出现了新的趋势。
智能汽车的电子电气架构将历经分布式、域内融合、跨域融合、中央计算四个阶段,目前大多数厂商都启动了域内融合需求,开始将分散的域内数据计算进行集中化。
随着整车电子架构的升级,域控制器“打开”了传统的黑盒模式,同时带动低速泊车和高速行车两套过去并行ADAS系统的融合机会。
除了上述东软睿驰已经推出的全新一代行泊车一体域控制器,越来越多的ADAS供应商和芯片企业也将目光瞄准了这一领域。S32G域控制器芯片是恩智浦2020年推出,将传统MCU与具备ASIL D功能安全的高性能MPU集成在一颗芯片上,同时集成了网络通信加速器,较之前单一功能芯片性能得到提升。按照恩智浦的说法,S32G处理器能够让OEM向域控制器架构演进,取代传统分布式架构。
东软睿驰基于S32G开发了一款面向整车的通用域控制器,具备丰富的接口协议和高算力硬件平台,可支持网关、车身域、动力域等独立控制器或融合控制器的应用。
S32G使用路径
通过这类通用域控制器可实现跨域融合,基于面向SOA的架构,在不同域中实现软件复用和功能的迁移,大大增强了平台的可拓展性,可移植性,对电子电气架构的集中化发展意义重大。
一直以来,芯片都处于快速发展变化的状态,而芯片与软件的高耦合,往往需要基于差异化的硬件进行大量的软件定制化,这使得上层应用开发和持续迭代变得异常困难。很显然,相对稳定的通用硬件平台,才是软件架构和上层应用持续稳定和快速繁荣的基础。
正如东软睿驰汽车技术( 上海 )有限公司总经理曹斌表示,能够把所有传感器集中在一起,并在传感器算法基础之上去迭代和创新,实现持续优化和进化的域控制器,才是智能汽车行业真正需要的。
他指出,这类域控制器需要基于较为完整和稳定的异构芯片作为底层架构,能够支持AI加速和GPU的支持,将满足需求的算力与分布式计算资源整合在一起,并且不断地被上层软件抽象且与底层芯片实现有机解耦,才能真正形成集中化并且可持续迭代升级的域控制器。
当前越来越多核异构SOC芯片的出现,在满足基本功能算力需求的前提下,硬件架构、功能框架和划分将有望形成相对通用化和稳定的状态。
基于这类通用化的硬件架构,实现软硬件分层解耦,逐渐形成了AUTOSAR、AP+CP+中间件的清晰稳定的基础软件架构,上层应用的快速实现与持续的迭代升级才能够实现。
这对软件定义汽车来说,可以说是非常关键性同时也是极具标志性的阶段。
这是一场从豪华车开始的汽车电子架构竞争。
以新任CEO马库斯·杜斯曼(Markus Duesmann)为首的奥迪,领导大众汽车集团的研发;
奥迪品牌总部英戈尔施塔特将成为Car.Software的组织架构核心,目标是到2025年将自主开发的汽车软件比例提升到至少60%。
大众汽车集团发布的这两条决定,让外界再次看到它调整组织架构的动作:(1)研发重任从集团到奥迪;(2)奥迪集硬件和软件研发于一身。
在基本完成MEB和PPE电动汽车专属平台开发后,大众集团将重心放在了软件开发上。豪华品牌,奥迪,则成为它的领头羊。奥迪一贯是大众集团自动驾驶的先行者。
纵观全球,除了奥迪之外,海外以豪华品牌宝马、特斯拉、凯迪拉克为首开始新一轮电子电气架构的重构和配置。
大众新电子架构遇挑战
大众软件定义汽车的主要负责部门是Digital Car&Service,目标是将现有的8个电子架构缩减为1个,支撑起未来1500万辆的数字化车队。
在组织架构上,Car.Software 归属于 Digital Car & Service。Car.Software从不同品牌处获得软件需求,进而提供软件平台和服务,收取授权费用。
而且新E3电子架构是随着MEB平台首款电动汽车ID.3的发布露出冰山一角。电动汽车和新电子架构的搭档,诠释的是大众智能电动汽车的概念。
vw.OS汽车操作系统,Car.Software的重磅产品,是大众新电子架构底层交互的核心。vw.OS为用户提供一个可通过中控操控车辆的入口。再向上就是大众的新电子架构,目的是实现整车OTA。实施的方法则是搭建端到端电子架构,打造自己的软件堆,通过云端系统传输数据。
为什么是基于MEB平台的电动汽车,而不是现有的燃油车?大众的考虑应该是,新平台更适合网络架构的重新划分。根据大众发布的信息,它的规划是将过去70个ECU变成3-5个高性能的行车电脑和安全相关功能ECU的进化。
据汽车电子设计博主朱玉龙获取的信息,在电动汽车的系统里,大众把液晶仪表系统整合到娱乐系统里面,也就是ICAS3或者叫MCC。最后ICAS3整套系统集成导航、多媒体、空调调节、座椅加热状态调节功能。
E3电子架构最重要的一个特点就是可以实现功能的迭代,软件的实时更新。ID.3就承载着大众对OTA的期待。
但是去年12月份德国媒体Manager Magazin的一则报道,显示出大众E3电子架构还有待进一步完善。
事情是,ID.3在生产期间无法完成顺利完成软件的自动升级。而工程师很可能难以在短期内找出问题所在,只能选择人工手动升级软件。
原本被赋予智能科技属性的ID.3将展示出大众集团两年来的成果,现在它也让众人看到痛点。
大众当时针对ID.3的软件问题回应称,“建立一个强大的新电子和软件架构可能会出现困难甚至面临延误的挑战,我们目前正在解决这个问题。”
当发动机、变速箱这些诠释车企技术底蕴和强度的部件被抛弃后,电驱动同质化严重,难以打出差异,车企普遍将智能化视为新的竞争力。但是,探索智能化,也需要经过时间的积累。大众的自我革新,才迈出了第一步。
豪华品牌为始
私以为,大众现在将软件开发的重任转交奥迪,正是因为它有这个经验。
Car.Software 在奥迪子公司 “奥迪电子创业有限公司 ( Audi Electronics Venture GmbH ) ”基础上组建而成。它涵盖了互联车辆&设备平台、智能车身&数字化座舱、自动驾驶、车辆运行&能源、数字化业务及移动出行五大组织。其中智能车身&数字化座舱、自动驾驶负责人分别是来自奥迪的Klaus Buttner(奥迪CarIT电气/电子事业部执行副总裁)和Thomas Muller(曾担任奥迪电子电气和车辆信息技术部门研发负责人)。
奥迪已应用中央驾驶员辅助控制器。它在L3级A8上将各类驾驶辅助功能的控制器整合到中央系统zFAS中。它整合了Mobileye EyeQ3视觉芯片、英伟达K1处理器、英特尔Cyclone V系统芯片FPGA、英飞凌Aurix微控制器、TTTech实时以太网。
基于传统燃油车,电子架构重新设计花费太大,而ADAS/AD功能因是新加入的功能,反而更容易成为主机厂尝试域控制器的首选。
与奥迪相似的是,通用的新电子架构首先应用于凯迪拉克CT5。它们在自动驾驶域控制器的搭建上想法也有些接近。
从通用已发布的信息中,可以得知,新电子架构适用于电动车和燃油车。比如CT5就是一款燃油车。这也就决定了,它可以跨品牌、跨平台大规模部署。
新电子架构可以进行整车OTA升级,包括大多数用于发动机、变速箱、车载通信、车载娱乐、驾驶操控、车身控制的ECU。
它具有快速高效的通信能力,每小时能够处理多达4.5TB的数据,数据处理能力相比目前提升五倍。在100Mbps,1Gbps 及10Gbps高速以太网的支持下,该电子架构能实现更快速的车内、外通信,提升系统运行效率。高速为自动驾驶、车联网的海量数据传输做准备。
新电子架构的带宽和处理能力主要作用于Super Cruise超级智能驾驶系统、智能网联系统。这应该是新电子架构现在发挥出的最大作用。
到2025年,通用汽车全球品牌中将有超过一半的车型搭载该数字平台。
特斯拉引领的智能化,将由其他车企收割?
特斯拉一步就跨到了车载中央电脑电子电气架构的阶段。
因为没有传统车企繁杂的流程,无需面对业务调整时与部门员工、供应商伙伴的纠葛,不用考虑燃油车时代的电子架构的成本,特斯拉自一开始就打造的是智能化电动汽车。
根据公众号冷酷的冬瓜呈现的信息,从Model S到Model 3经历了从功能域到位置域的转变。Model S域划分较为明显,有动力域、底盘域、车身域、一路低速容错Body FT。这些域控制器通过CAN、以太网连接到中央电脑。
Model X的电子架构与Model S相差不大,但已开始展现出跨域的概念:中央车身控制器横跨底盘、车身低速容错以及车身。
到Model 3,特斯拉就不再使用功能域的电子架构,而是位置域:右车身控制器 BCM RH、左车身控制器 BCM LH、自动驾驶及娱乐控制模块Autopilot & Infotainment Control Module。
特斯拉的汽车电子架构是为智能化而生。它的Model S确实是历史上首辆实现OTA的车辆。它的三款电动汽车也常常通过OTA推送升级,提供诸如修复漏洞、开放新功能的服务。
现在,智能化,被特斯拉加速推到消费者面前。
传统车企正在迎头追赶,他们虽无法抢先,却可以收割。全球汽车市场,不是一家车企可以吃得下的。
来源:第一电动网
作者:NE时代
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找车网(https://www.snzqc.com)小编还为大家带来黑芝麻智能的汽车芯片在行业运用中表现如何?的相关内容。
近日,我们从官方渠道获悉,自动驾驶计算芯片引领者黑芝麻智能宣布今年已经完成数亿美元的战略轮及C轮两轮融资。小米长江产业基金参与领投,考虑到小米早就官宣的造车计划,自动驾驶技术涉及的计算芯片等相关软硬件技术,都是未来小米汽车能否成功的关键因素之一。
其中,黑芝麻智能战略轮由小米长江产业基金,富赛汽车等国内产业龙头企业参与投资;C轮融资由小米长江产业基金领投,闻泰战投、武岳峰资本、天际资本、元禾璞华、联想创投、临芯资本、中国汽车芯片产业创新战略联盟等跟投。战略轮及C轮融资投后估值近20亿美元,黑芝麻智能正式步入超级独角兽行列。目前C+轮融资也在顺利推进中。
黑芝麻智能以其芯片+汽车资深复合型团队、自研核心技术、行业领先的芯片产品和开放的生态及业务模式等多项优势,已获得多家头部投资机构及产业战略投资,在资本投资的基础上也将为黑芝麻智能提供雄厚的产业链战略资源的支持。通过构建坚实的资本、产业和技术壁垒,黑芝麻智能将持续吸引行业顶尖人才、引领技术创新、推动产品的大规模量产落地。
本轮融资,黑芝麻智能引入了中国优质的产业资本以及专业的硬科技半导体投资机构,为公司后续发展提供产业资源+资本的双重助力。小米长江产业基金的领投传递了行业头部企业对黑芝麻智能看好的重要信息。
闻泰、富赛汽车等众多产业投资也力挺黑芝麻智能。一汽集团、富奥汽车和德赛西威共同成立的富赛汽车本轮投资黑芝麻智能,计划深化与黑芝麻智能在资本和商业领域的合作。
武岳峰资本、元禾璞华、临芯资本等作为国内知名的专注硬科技和半导体领域的专业投资机构同样看好黑芝麻智能。黑芝麻智能同时还是以上提及的机构在自动驾驶芯片领域重点投资的企业,表明了行业资本对黑芝麻智能的认可和支持。
智能汽车与集成电路行业迎来黄金发展期。据统计,2025年AI芯片市场规模达91亿美元,到 2030 年 AI 芯片市场规模达 181 亿美元。“智能化、电动化、网联化、共享化”正加速重塑中国汽车产业价值链。汽车的功能属性,正由传统的出行工具向移动智能空间转型升级。在此产业变革的交汇点上,芯片为汽车智能化转型提供了底层硬件支撑,成为智能汽车时代下的新引擎。
黑芝麻智能成立于2016年,专注于大算力自动驾驶计算芯片与平台等技术领域的高科技研发。自成立以来,黑芝麻智能坚持立足自研核心IP,深耕人工智能、车规芯片和自动驾驶三大领域,以自主创新技术为发展驱动力,发布了华山系列2代4颗高性能自动驾驶计算芯片产品。今年发布的华山二号A1000Pro以106(INT8)-196(INT4)的超大算力,引领自动驾驶芯片产品及技术加速前行。
与此同时,黑芝麻智能面向客户打造高度开放的平台,提供从芯片、算法、开发平台到工具链的全栈式解决方案,并可根据客户的不同需求提供不同层次的产品交付和服务,赋予汽车感知、决策和交互的能力,助力拓展汽车全域智能。
目前,黑芝麻智能已经拥有庞大的自动驾驶朋友圈生态,与中国一汽、博世、上汽、东风悦享、中科创达、亚太、保隆集团、均联智行、所托瑞安、纽劢科技、联友科技等在L2/3级ADAS和自动驾驶感知系统解决方案上开展了一系列商业合作。
本轮融资完成后,黑芝麻智能估值近20亿美元,成为自动驾驶芯片超级独角兽。秉持着“用芯赋能未来出行”的准则,黑芝麻智能将不断突破更高层次的技术与产品创新,联合生态伙伴打造面向未来的自动驾驶技术与产品,引领中国汽车智能化产业发展。
黑芝麻智能创始人兼CEO单记章表示:“十分感谢汽车产业以及资本对黑芝麻智能的认可和支持。我们将积极把握“智能汽车”和“集成电路”战略的时代机遇,加速推动自动驾驶芯片创新。本轮融资后,依托丰富的汽车产业资源与雄厚的资本,我们将继续提升产品研发和商业化能力,强化技术与产品优势壁垒,积极拓展自动驾驶产业生态圈,打造全球领先的自动驾驶芯片企业。”
小米产投合伙人孙昌旭表示:“黑芝麻智能是自动驾驶芯片领域中的佼佼者,拥有全球领先的技术、产品和团队。小米坚持赋能型投资,未来我们将持续关注黑芝麻智能,共同探索黑科技,推动科技普慧于民。”
天际资本创始人张倩表示:“天际资本在出行领域重点聚焦电动化、智能化的布局和投资,自动驾驶算力芯片是汽车智能化重要基石,在汽车智能化转型中尤为关键。作为天际资本出行智能化的重要投资布局,黑芝麻智能是国内大算力自动驾驶芯片头部公司,产品覆盖L2到L4级别的自动驾驶场景,算力最高可达196T,我们期待黑芝麻智能未来持续引领行业创新。”
闻泰投融资总裁谢国声表示:“汽车电子是闻泰科技重要的战略拓展领域之一。黑芝麻智能科技是全球自动驾驶计算芯片引领者,其优秀的团队让黑芝麻智能在自研核心IP、视觉感知技术以及自动驾驶芯片领域的成就令人瞩目。闻泰坚定支持产投合作,闻泰与黑芝麻智能的强强联手,将进一步夯实汽车电子产业链,为铸造智能世界贡献力量。”
黑芝麻智能科技是行业领先的车规级自动驾驶计算芯片和平台研发企业,成立于2016年。自成立以来,黑芝麻智能专注于大算力计算芯片与平台等技术领域的高科技研发,能够提供完整的自动驾驶、车路协同解决方案,包括基于车规级设计、学习型图像处理、低功耗精准感知的自动驾驶感知计算芯片和自动驾驶计算平台,支撑自动驾驶产业链相关产品方案的快速产业化落地。
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