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Arm汽车电子解决方案为自动驾驶大规模应用“开路”

Release Time:2019-04-06Browse:

在不久前举办的2019第四届ADAS与自动驾驶论坛上,Arm中国高级汽车市场经理舒杰以“如何使自动驾驶解决方案大规模应用”为切入点,详细介绍了Arm在汽车电子领域长久的技术积累与领先优势。

 

20多年持续研发,构筑Arm汽车电子技术壁垒

 

“众所周知,Arm是藏在芯片后面的 IP供应商,目前Arm在全球已经有超过1500项的IP授权,基于Arm架构的芯片出货量达1250亿片,仅2017年基于Arm架构的芯片出货量超过210亿片。”一开场,舒杰便用一组数据凸显了Arm生态系统的巨大体量,“授权合作伙伴包含行业领袖、初创公司、芯片公司及OEM厂商超过500家。另外有16家顶级汽车芯片厂商授权了Arm的IP。”

 

1996年,Arm正式进入汽车领域,从刹车控制芯片的IP开始,到如今已发展了20多年。目前在IVI领域,85%的处理器采用Arm架构在ADAS领域,超过65%的应用处理器采用的是Arm架构。从传统的动力系统控制、底盘控制和车身控制,到现在ADAS/IVI,都有控制芯片在采用Arm的架构。所有电子器件采用通用的架构,辅以领先工具生态系统的大力支持,汽车制造商和供应商便能对硬件与软件进行快速创新。这些创新将革新安全性、降低能耗,同时提升驾车体验。

 

Arm做IP的研发,需要针对行业应用有更长远的考虑,所以现在也在部署更高级别的自动驾驶计算平台需要的IP,为自动驾驶提供更好的芯片支持。Arm在研发IP的过程中,需要梳理和响应更多的业内需求,才能开发出合理的IP满足市场需求、舒杰表示:“目前,Arm与芯片厂商、操作系统供应商、应用软件开发商等合作伙伴一起协同合作,已经搭建出基于Arm的完整生态,这样才能很好地服务一级供应商和车厂。”

 

通往高等级自动驾驶之路的关键——算力

 

汽车行业多年来一直在谈论对于ECU(汽车电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”等)整合的需求。但讨论通常都集中在物理空间、硬件成本、ECU的重量,以及将它们连接在一起所需的接线长度。从广义上讲,整合是由成本、灵活性、能源效率,以及不断发展的网络架构所驱动的。将功能整合到更少的ECU中,简化了车辆中的控制器网络,有助于不同系统之间的通信。目前汽车上装配了100个以上的ECU——每一个都有处理器,它们通过分布式传感器和处理器实现智能控制。到2020年,一辆车中的传感器可能会超过200个。

 

舒杰指出,从自动驾驶的发展趋势看,2019年之前的自动驾驶等级大部分是L1、L2,最多到L3。目前一些公司正在做L3+的样机,预计第一批L3+量产车型在2025年上市。L3+的真正大规模的部署需要计算平台具备服务器的计算性能台式机的功率要求,以及笔记本的散热特性,它不能是位于后备箱的服务器。在自动驾驶场景中,从传感,感知,决策到执行,所要求的算力需求越来越大。汽车已经运行在了代码之上,波音787梦幻客机大约1400万行代码,而L5级别的自动驾驶可能要10亿+行代码。

 

同时,自动驾驶汽车所具备的各项相关功能,需要许多控制单元对其进行控制,而控制单元对各个地方的算力需求是不一样的。座舱仪表的控制算力要到50K DMIPS,而底盘控制的算力需要15K DMIPS,半自动驾驶算力要求大约是350K DMIPS,所以车里面不同控制单元对算力的要求是不一样的,总体上是上升的趋势。如果到更高等级自动驾驶,算力要求会更高。

 

 

自动驾驶中随处可见的Arm芯

 

因此,针对汽车行业未来的发展,Arm不仅希望提高算力,也希望能从芯片IP层面就充分考虑到功能安全,帮助合作伙伴或芯片设计商为后续工作减少时间和成本。Arm的Safety Ready“安全就绪”计划,让客户在安全方面具备先发优势,Arm所提供的安全包包含领先的安全特性和技术,认证过的软件组件和工具,以及鲁棒的方法论和认证支持。

 

 

2018年9月,Arm推出首款集成功能安全的自动驾驶级处理器 Cortex-A76AE,专为汽车行业设计。该芯片搭载分核-锁步(Split-Lock)技术,是一款具有颠覆性的安全创新,并首次在应用处理器中得以实现。其中AE代表“汽车增强型”,任何带有AE标志的Arm IP都将包含满足车载应用的特定功能。

 

不过就自动驾驶而言,采集与需要处理的实时数据量要比ADAS多很多,因此2018年12月,Arm再推出针对高数据吞吐计算的IP——Cortex-A65AE,面向汽车电子市场,主要针对7nm优化,其最大特点就是支持了SMT多线程,性能吞吐率比前代高3.5倍,预计2020年上市。据舒杰透露,目前已经有客户购买了Arm的该IP芯片,主要针对需要高数据吞吐计算能力的应用。

 

不仅如此,从感知到决策,Arm旗下Cortex-A、Cortex-R与Cortex-M不同的处理器系列在自动驾驶中都将各自负责不同的区域,Cotex-A负责ADAS、部分中控台、GPS、DCM,是强调运算的高性能处理器;而Cortex-R则是嵌入式产品,车辆中的EPS、ABS、动力输出、电池管理等需要高稳定性的皆由Cortex-R负责;安全气囊、GPS、EPS等装置则需要Cortex-M处理器进行协助,是小型低功耗的产品。

 

 

 
“Arm作为IP厂商,希望可以与越来越多的汽车软件生产商合作,以得到各种商业软件的支持,满足汽车行业应用。对于开源软件来说,几乎所有知名的汽车软件生态开源软件都是Arm的合作伙伴。”舒杰最后强调道。


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