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ADAS/AD主控芯片研究

佐思汽車研究 ? 來源:佐思汽車研究 ? 作者:佐思汽車研究 ? 2020-10-21 10:51 ? 次閱讀

佐思汽研發布《2020年ADAS/AD主控芯片產業研究報告》。 隨著L2滲透率越過15%之后,L2將走向普及階段。L2.5車型將進入密集發布期,L3和限定場景的L4量產也已經不遠。 當汽車配置邁向高階自動駕駛時,環境感知傳感器開始大量安裝,對主控芯片的算力和算法要求越來越高。

資料來源:英飛凌

單一類型的汽車處理器,無論是FPGACPUGPU還是ASIC,都無法滿足高階自動駕駛車輛的需要。集成CPU、GPU、NPU、ISP等一系列運算單元的系統級SoC(主控芯片),開始成為市場競爭的焦點。 在主控芯片領域,不同廠商有著不同的技術路線,主流方案為不同芯片構型的異構融合。CPU負責邏輯運算和任務調度;GPU作為通用加速器,可承擔CNN等神經網絡計算與機器學習任務,將在較長時間內承擔主要計算工作;FPGA作為硬件加速器,具備可編程的優點,在RNN/LSTM/強化學習等順序類機器學習中表現優異,在部分成熟算法領域發揮著突出作用;ASIC可實現性能和功耗最優,作為全定制的方案將在自動駕駛算法成熟后成為最終選擇。

Mobileye是做傳統算法起家的。EyeQ5主要有 4 個模塊:CPU, CVP(計算機視覺處理器), DLA(深度學習加速器) 和 MA。從各個模塊的大小來看,CPU 和 CVP 是大頭。CPU 占據很大空間。CVP 是針對很多傳統計算機視覺算法設計的 ASIC。Mobileye一直以傳統計算機視覺算法而聞名,也因為低功耗而受到廣泛歡迎。DLA 在 EyeQ5 最初的宣傳材料里并沒有出現,是后來才加進去的。DLA 在整個芯片里占據的比例還是較小,應該是受市場壓力才添加的。 Mobileye先知先覺,早早選擇出售給INTEL,未來可以和英特爾的CPU、FPGA技術資源整合。目前EyeQ5的短板是開放性不足,加上算力不強,車企用戶并不多,公開的只有四家,比英偉達Xavior少了很多。

主要車企和Tier1的ADAS/AD主控芯片選擇表(部分)

我們推測Mobileye為了解決開放性問題,投入很大力量補課。NXP瑞薩也在補課,除了完善API、工具鏈、生態鏈,還參股和收購相關企業,如NXP投資Kalray,瑞薩收購IDT。 剛才提到Mobileye 的算法解決方案還是以傳統計算機視覺算法為主,深度學習算法為輔。而Mobileye 的主要競爭對手Nvidia則是以深度學習算法為主。

Xavier 主要有 4 個模塊: CPU,GPU,DLA(深度學習加速器)和 PVA。占據最大面積的是 GPU,然后CPU,最后輔以兩個專用 ASIC:一個是用于推理的 DLA,還有一個是加速傳統計算機視覺算法的 PVA。 英偉達最強大的地方,其實是它的開放性和工具鏈。

2019年的GPU技術大會上,英偉達推出 NVIDIA DRIVE AP2X。這是一套完備的L2+級別自動駕駛解決方案,其中包含 DRIVE AutoPilot 軟件、DRIVE AGX 和 DRIVE 驗證工具。為了增強制圖和定位功能,DRIVE AP2X軟件增添了MapNet,用于識別車道和地標。 DRIVE AutoPilot負責在地圖上準確定位并規劃安全高效的行駛路線,Drive Works則為開發人員提供了參考應用程序、工具和一個全面的模塊庫。ClearSightNet是英偉達基于攝像頭的障礙物感知軟件,該軟件將會實時監測車輛檢測攝像機的失靈狀況,它接受實時攝像機傳回的畫面,評估每一幀以檢測攝像機是否失靈。 強大如英偉達,也有短板,就是功耗太大。高通芯片和TI芯片都只需風冷散熱,而英偉達芯片和特斯拉芯片需要水冷散熱。這是追求高算力的副作用。

“主要車企和Tier1的ADAS/AD主控芯片選擇表”中還有一個重要選手是賽靈思,憑借FPGA的獨特優勢(低功耗、低時延、高性價比)也獲得眾多汽車行業客戶。在ADAS/AD主控芯片集成化趨勢下,賽靈思也不甘心做配角。

2018年,Xilinx正式推出Versal ACAP,這是一個完全支持軟件編程的異構計算平臺,可將標量引擎、自適應引擎和智能引擎相結合。這表明Xilinx打算從一家專業芯片制造商轉型為一家計算平臺提供商。 Xilinx產品從傳統的 FPGA 到 SoC(具有單個硬核心處理器的 FPGA 可編程結構)、MPSoC(具有多個硬核心處理器的 FPGA 可編程結構)、再發展到RFSoC(具有 RF 功能的MPSoC)和 ACAP(自適應計算加速平臺)。

2019年,Xilinx正式推出了一個名為Vitis的統一軟件開發平臺,降低開發人員利用FPGA的障礙。Vitis 軟件平臺支持異構系統架構,包括 Zynq SoC,MPSoC 和 Versal ACAP 等。Vitis 能夠讓開發者在無需深入掌握硬件專業知識的情況下,即可通過軟件或算法代碼來自動適配。 總之,推出Vitas和Versal的目標,是將Xilinx從一個FPGA供應商轉變為一個靈活的、可適應的計算平臺供應商。 ADAS/AD主控芯片市場競爭日趨激烈,除了取得不錯收獲的Mobileye, 英偉達和賽靈思,老牌汽車芯片廠家NXP、瑞薩等也在力爭趕上潮流。消費電子領域的重量級選手高通和華為正在重兵殺入ADAS/AD主控芯片市場,初創企業地平線、黑芝麻和芯馳借國產替代東風也小有收獲。 集成趨勢下,無人不變革。未來不可測,一切皆可能。

原文標題:ADAS/AD主控芯片研究:集成趨勢下的短板與變革

文章出處:【微信公眾號:佐思汽車研究】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

責任編輯:haq

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原文標題:ADAS/AD主控芯片研究:集成趨勢下的短板與變革

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