自動駕駛芯片需要滿足高吞吐與低時延

1 無人駕駛車輛的電子趨勢

隨著自動駕駛技術的發(fā)展, 汽車的智能化、網聯(lián)化、電動化都是賽靈思關注的應用領域。展望未來，無人駕駛車輛的電子電氣架構的發(fā)展趨勢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、更廣、更清晰演進。例如相機傳感器從1MP像素邁向2MP像素，而自動駕駛則需要4MP~8MP像素，AEB（自動包圍曝光）相機將成為標準配置。FOV（場視角）增大，毫米波雷達從2D FFT邁向成像雷達，激光雷達則邁向固態(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，需要的是更加靈活、自適應的芯片器件所支持的架構，而賽靈思的靈活應變的FPGA及SoC系列正好可以滿足這一需求。

在邁向自動駕駛的過程中，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)急需解決的技術痛點。

賽靈思(Xilinx) 汽車電子系統(tǒng)架構師 毛廣輝

2   賽靈思的解決方案

賽靈思器件的多核異構加速的特性，加上特有的自適應能力，可以幫助自動駕駛客戶解決上述問題。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1)   賽靈思器件提供優(yōu)秀的神經網絡加速能力。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，兩者均可實現(xiàn)高能耗比的算力輸出。配合Vities AI軟件工具鏈，客戶可以很方便的部署自己的深度神經網絡，實現(xiàn)算法的快速迭代。Vitis同時提供一系列的IP 庫，可以用來加速前后處理，從而解決了加速瓶頸，實現(xiàn)了整體AI推斷過程的加速，以最低時延提供最高吞吐量。

2)   賽靈思MPSoC提供豐富的I/O接口，對接不同種類和規(guī)格的傳感器，使數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)在硬件邏輯端側的加速。另外，其MIPI支持速率高達2.5 Gb/s，GTH收發(fā)器速率達到16.3 Gb/s，同時支持多路Ethernet 以及邏輯側擴展PCIe，從而實現(xiàn)更高的吞吐量。賽靈思獨特的并行流水作業(yè)，使客戶可以在單顆器件上同時實現(xiàn)高吞吐量和低時延。這對自動駕駛的安全性至關重要。高吞吐量且低時延這一特性，同樣體現(xiàn)在了下一代Versal ACAP平臺上，而且新平臺還能夠提供更加高速的I/O，包括高帶寬存儲（HBM）和片上網絡（NoC）等技術。

3)FPGA邏輯資源的另一優(yōu)勢，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，其可以支持數(shù)據(jù)信息不會丟失，高精度和高準確率。而CPU或ASIC處理的是物體級（Object-Level）的融合，無法處理如此規(guī)模的并行矩陣數(shù)據(jù)。

4)   賽靈思提供的是車規(guī)級器件，并擁有FPGA的靈活性和可擴展性，滿足了自動駕駛不同級別的需求。賽靈思提供XA車規(guī)級器件，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ISO26262 ASIL-C，下一代Versal ACAP 符合功能安全ISO26262 ASIL-D。

5)賽靈思器車規(guī)級器件在符合AEC-Q100的同時，也遵循質量體系認證ISO9001 Certification、IATF 16969 Certification。同時符合信息安全的要求，以滿足車載OTA功能的開發(fā)。賽靈思致力于為駕駛人員提供當今市場上最先進的安全特性。

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，從而助力自動駕駛。

賽靈思在汽車領域擁有超過 20 年經驗，是當之無愧的汽車解決方案領先提供商。賽靈思汽車解決方案為當今與未來的自主駕駛模塊提供了極致的軟硬件劃分靈活性，并輔以各種網絡連接選項、獨特的功能安全架構配置及安全特性。賽靈思已累計全球出貨超1.9 億件車規(guī)級器件，其中7 500萬件用于量產型ADAS系統(tǒng)部署。賽靈思與全球200多家汽車企業(yè)合作，其中包括主流一級供應商、OEM 廠商和初創(chuàng)品牌等企業(yè)。

（注：本文來源于《電子產品世界》2020年12月期）