數(shù)據(jù)量與復雜度日益增加

隨著車輛變得越來越自主，需要處理的傳感器數(shù)據(jù)量顯著增加�，F(xiàn)在的問題是，區(qū)域控制器完成的工作量，以及通過傳感器融合系統(tǒng)完成的工作量。無論哪種方式，需要移動的數(shù)據(jù)量都在增加。

“你需要一個10千兆或更高的鏈路，＂Cadence的Schweiger表示�！边@是汽車市場下一步需要布局的重點。

然而，無論在哪里處理，進行數(shù)據(jù)處理的芯片都變得越來越復雜。還有更多類型的處理元素，包括可以加快對象檢測和分類的加速器。

“除了映射和其他功能之外，這是ADAS系統(tǒng)的一部分，”據(jù)Arteris IP營銷副總裁Kurt Shuler稱�！霸谶@里，最初是視覺輸入上的算法和AI或機器學習。然后，激光雷達和雷達數(shù)據(jù)被添加到傳感器融合功能中。然后用映射覆蓋。這意味著越來越多的硬件架構將由軟件需求驅動�！�

Mobileye是這種軟件方法的先驅，但其他公司現(xiàn)在也在采用這種方法。

“這意味著架構師面臨著一個巨大的挑戰(zhàn)，即如何將數(shù)據(jù)從芯片的一部分傳輸?shù)叫酒�的另一部分，”Shuler表示。“服務質量、調整片上網(wǎng)絡拓撲結構及其中進行優(yōu)先級排序的邏輯，以及數(shù)據(jù)的排序，都將是一個巨大的挑戰(zhàn)�！�

Synopsys的Wottreng指出，這將引領軟件生態(tài)系統(tǒng)的構筑，反過來又將在設計周期中向左移動，以減少設計和驗證時間，同時也推動數(shù)字孿生的增長。所有這些都是自動駕駛汽車下一步所必需的，但仍然存在許多障礙。

“距離實現(xiàn)全自動駕駛汽車還存在很大差距，但不斷提升的輔助駕駛水平和限制操作設計領域的應用程序，顯示著我們取得了真正的進展，”Arm汽車和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務線高級副總裁兼總經(jīng)理Dipti Vachani在最近的一份報告中表示�！盀榱藢崿F(xiàn)這一新的功能范圍，隨著不同的ECU合并到域控制器中，汽車電子電氣架構將經(jīng)歷挑戰(zhàn)性的演變。數(shù)字孿生是這些域控制器在道路上單個汽車內的‘實時’數(shù)字娛樂。這使開發(fā)人員能夠測試ADAS，自動駕駛和其他未來的軟件工作負載。這對行業(yè)的重要性似乎確實是一個不同的思維模式�，F(xiàn)在，對于硬件或軟件開發(fā)人員來說，它是一種可以幫助他們完成工作，并可能識別缺陷和錯誤的工具。然而，對于高管來說，這是通往新收入來源的途徑——實時和持續(xù)的診斷、預測性維護等等。三分之二的軟件開發(fā)人員意識到軟件定義工具（SDV）將對他們的工作和整個行業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。在這個階段，可能不太明顯的是，數(shù)字孿生的重要意義在于使開發(fā)人員能夠更快地部署解決方案�！�

Schweiger表示，汽車行業(yè)，尤其是OEM和Tier 1，仍然需要在復雜芯片開發(fā)中找到自己的定位，以便最終OEM能夠自主開發(fā)用于自動駕駛的SoC。“自主研發(fā)SoC并不簡單，因為很多功能都集成到SoC中，而這些復雜的SoC也在運行一個非常復雜的軟件堆棧。OEM 在此設置中將扮演什么角色？Tier 1將扮演什么角色？半導體供應商在提供完整驅動系統(tǒng)方面也向供應鏈上游移動，例如Nvidia，他們的作用是什么？我們能否預期一個商業(yè)解決方案，就像我們以往從半導體供應商那里獲得的那樣，行業(yè)或OEM也會建立某些合作伙伴關系？”

他指出，成本是自動駕駛的另一個因素，因為所需復雜計算平臺的開發(fā)成本非常高�！霸谌�自動駕駛汽車的初始階段，我們將看到的是商用車、出租車、卡車、火車，最終才是自動駕駛汽車，或者至少是共享模型。對于私人使用，該系統(tǒng)的成本需要下降。龐大的傳感器堆棧和非常復雜的計算平臺花費了大量資金，因此成本需要降低。”

Elektrobit的Seidel建議，汽車規(guī)模化將需要大批量高性能計算（HPC）汽車架構，但價格水平是可以接受的�！半m然取得了很多進展，但我們仍處于過渡階段，許多汽車制造商計劃2024年左右推出下一代先進架構，如區(qū)域架構。這意味著現(xiàn)有架構平臺尚未發(fā)展到可以實現(xiàn)自動駕駛汽車所需連接計算和無縫OTA的水平。我們與汽車制造商、Tier 1和芯片制造商合作，確保許多將這些架構變?yōu)楝F(xiàn)實的軟件構建塊（又名汽車操作系統(tǒng)）都可用�！�

測試和驗證也需要繼續(xù)改進。“必須有一個堅定的法律和監(jiān)管框架，”Seidel表示�！霸谧詣玉{駛方面，有許多平行和競爭的發(fā)展正在發(fā)生。一方面，這對于一個風險如此之高的新行業(yè)來說是正常的，對于企業(yè)來說，有機會成為第一個解決問題的企業(yè)。另一方面，自動駕駛汽車與安全密切相關，這意味著盡職調查與速度同樣重要。因此，除了競爭之外，我們還需要更多的合作。不僅僅是汽車制造商，似乎有更多的公司正在并行開發(fā)自動駕駛堆棧。而沒有足夠的資源讓每個汽車制造商并行開發(fā)所需的平臺和軟件堆棧，這也是進步的一個關鍵限制因素。我們需要一個系統(tǒng)模塊化和可互換的模型，并且所有參與者之間有更多的資源共享。”

Rambus的技術產(chǎn)品經(jīng)理Thierry Kouthon指出，汽車制造商在網(wǎng)絡架構的兩個陣營中具有獨特的動態(tài)，這些架構用于將車輛的感官系統(tǒng)與ADAS和處理連接起來�！霸S多現(xiàn)代汽車制造商，如特斯拉和Waymo，傾向于集中處理，因為它允許更無縫的迭代和更容易的軟件更新。另一方面，更傳統(tǒng)的汽車制造商仍然選擇更靈活的區(qū)域架構，適合與傳統(tǒng)設計、更廣泛的產(chǎn)品組合和第三方組件制造商合作。這兩個組織也在與日益嚴重的安全問題作斗爭。集中式處理環(huán)境使軟件安全更新更容易，但也意味著硬件妥協(xié)、允許訪問大多數(shù)控制系統(tǒng)可能是災難性的。局域性環(huán)境需要努力保護每個特定局域網(wǎng)關的硬件和軟件，降低入侵風險，但系統(tǒng)安全性需要在整個車輛中得到更廣泛的應用。區(qū)域架構增加了車輛安全的復雜度，因為每個區(qū)域都處理屬于不同安全域的傳感器和ECU，例如傳動系統(tǒng)、車輛舒適性或發(fā)動機控制等， 都需要通過軟件手段保持隔離�！�

對于這些汽車原始設備制造商來說，一個有趣的挑戰(zhàn)開始出現(xiàn)，特別是對于特斯拉和Waymo來說，挑戰(zhàn)來源于布線本身�！鞍胱詣玉{駛汽車上傳感器和系統(tǒng)的數(shù)量激增使得布線成為最重的子系統(tǒng)之一。對于需要減輕多余重量的電動汽車來說，由于平衡了汽車電池增加的重量，這個問題將變得更加復雜。因此，許多汽車制造商正在探索新技術，包括MIPI控制器，以嘗試限制所需的布線。區(qū)域架構通過保持每個車輛區(qū)域的網(wǎng)關靠近它們控制的ECU和傳感器，而網(wǎng)關通過主網(wǎng)絡相互通信，從而本質上解決了布線問題，”Kouthon說。