目前自動駕駛已經(jīng)發(fā)展的很快,除了特斯拉和奧迪以外,很多豪車都引進了自動駕駛技術(shù)。下面來盤點一下自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈:
首先看一下自動駕駛的等級標準:
1、英特爾:Mobileye+Altera+Movidius
英特爾在自動駕駛領(lǐng)域主要是通過并購來完成布局:2015年6月167.5億美元收購FPGA巨頭Altera;2016年9月收購計算機視覺處理芯片公司Movidius;2017年3月153億美元收購以色列自動駕駛汽車技術(shù)公司Mobileye。
通過上述收購,英特爾在自動駕駛處理器上的布局已較完善,包括Mobileye的EyeQ系列芯片(ASIC)、Altera的FPGA芯片、Movidius的視覺處理單元VPU,以及英特爾的CPU處理器,可以形成自動駕駛的整體硬件解決方案。
EyeQ1:Mobileye的EyeQ系列芯片最初是和意法半導(dǎo)體公司共同開發(fā),第一代芯片EyeQ1從2004年開始研發(fā),2008年上市;
EyeQ2:EyeQ2則于2010年上市。最初的兩代產(chǎn)品僅提供L1輔助駕駛功能,EyeQ1的算力約0.0044Tops,EyeQ2則約0.026Tops,功耗均為2.5w。
EyeQ3:2014年量產(chǎn)的EyeQ3基于其自主ASIC架構(gòu)自行開發(fā),使用了4顆MIPS核心處理器、4顆VMP芯片,每秒浮點運算為0.256萬億次,功耗為2.5w,可以支持L2高級輔助駕駛計算需求。
EyeQ4:第四代EyeQ4芯片在2015年發(fā)布,2018年量產(chǎn)上市,采用28nm工藝。EyeQ4使用了5顆核心處理器(4顆MIPSi-class核心和1顆MIPSm-class核心)、6顆VMP芯片、2顆MPC核心和2顆PMA核心,可以同時處理8部攝像頭產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù),每秒浮點運算可達2.5萬億次,功耗為3w,最高可實現(xiàn)L3級半自動駕駛功能。
EyeQ5:Mobileye的下一代EyeQ5計劃于2018年出工程樣品,2020年實現(xiàn)量產(chǎn),將采用7nmFinFET工藝。該產(chǎn)品對標Nvidia的DriveXavier芯片,定位于L4/L5全面自動駕駛計算需求。單顆芯片的浮點運算能力為12Tops,TDP是5W。EyeQ5系統(tǒng)采用了雙路CPU,使用了8顆核心處理器、18核視覺處理器,浮點運算能力為24Tops,TDP是10W。
據(jù)說,Mobileye的芯片價格也超過1千美金。
2、英偉達:DrivePX系列芯片
DrivePX:Nvidia自動駕駛芯片始于2015年初推出的DrivePX系列。在2015年1月CES上英偉達發(fā)布了第一代DrivePX。DrivePX搭載TegraX1處理器和10GB內(nèi)存,能夠同時處理12個200萬像素攝像頭每秒60幀的拍攝圖像,單浮點計算能力為2Tops,深度學(xué)習(xí)計算能力為2.3Tops,可支持L2高級輔助駕駛計算需求。
DrivePX2:2016年1月的CES上英偉達又發(fā)布了新一代產(chǎn)品DrivePX2。DrivePX2基于16nmFinFET工藝制造,TDP達250W,采用水冷散熱設(shè)計,支持12路攝像頭輸入、激光定位、雷達和超聲波傳感器。其中,CPU部分由兩顆NVIDIATegra2處理器構(gòu)成,每顆CPU包含8個A57核心和4個Denver核心;GPU部分采用兩顆基于NVIDIAPascal架構(gòu)設(shè)計的GPU。單精度計算能力達到8TFlops,深度學(xué)習(xí)計算能力達到每秒24萬億次,在單精度運算速度上是DrivePX的4倍,深度學(xué)習(xí)速度是DrivePX的10倍,可以滿足L3自動駕駛的運算要求。
DriveXavier:DriveXavier是英偉達最新一代自動駕駛處理器,最早在2016年歐洲GTC大會上提出,2018年1月的CES上正式發(fā)布。同時發(fā)布的還有全球首款針對無人駕駛出租車打造的車載計算機DrivePXPegasus。在配置方面,Xavier基于一個特別定制的8核CPU、一個全新的512核VoltaGPU、一個全新深度學(xué)習(xí)加速器、全新計算機視覺加速器、以及全新8KHDR視頻處理器而打造。每秒可運行30萬億次計算,功耗僅為30w,能效比上一代架構(gòu)高出15倍,可以滿足L3/L4自動駕駛的計算需求。該產(chǎn)品預(yù)計2018年一季度向提供樣品。
DrivePXPegasus:DrivePXPegasus是針對L5級全自動駕駛出租車的AI處理器,搭載了兩個XavierSoC處理器。SoC上集成的CPU也從8核變成了16核,同時增加了2塊獨立GPU。計算速度達到320Tops,相當于PXXavier的10倍,算力能夠支持L5完全自動駕駛系統(tǒng),但其功耗也達到了500w。預(yù)計首批樣品將于2018年年中交付客戶。
據(jù)說,英偉達DrivePX2的價格超過1萬美金。
3、高通&恩智浦NXP
作為移動通信領(lǐng)域的絕對龍頭,高通一直希望通過自己的移動處理器芯片(改成車規(guī)級)切入汽車電子領(lǐng)域。在2016年初CES上,高通就發(fā)布了整合LTE數(shù)據(jù)機和機器智能的Snapdragon820車用系列產(chǎn)品。這個系列產(chǎn)品包含了高通的Zeroth機器智能平臺,旨在協(xié)助汽車制造商使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為ADAS和車載資訊娛樂系統(tǒng)創(chuàng)建基于深度學(xué)習(xí)的解決方案。但目前車廠設(shè)計訂單還限于資訊娛樂功能;國內(nèi)ADAS廠商縱目科技在2017年CES上推出了首個基于820A平臺并運用深度學(xué)習(xí)的ADAS產(chǎn)品原型,12月正式發(fā)布。據(jù)悉,目前這款產(chǎn)品已經(jīng)進入量產(chǎn)前的驗證階段,預(yù)計將于2019年量產(chǎn)。
作為汽車電子龍頭廠商,恩智浦在自動駕駛方向的積累相比高通則深厚很多。2016年5月恩智浦發(fā)布了BlueBox平臺,該平臺集成S32V234汽車視覺和傳感器融合處理器、S2084A嵌入式計算處理器和S32R27雷達微控制器,能夠為汽車制造商提供L4級自動駕駛計算解決方案。其中,S32V234是NXP的S32V系列產(chǎn)品中2015年推出的ADAS處理芯片,在BlueBox平臺上負責(zé)視覺數(shù)據(jù)處理、多傳感器融合數(shù)據(jù)處理以及機器學(xué)習(xí)。這款芯片擁有CPU(4顆ARMCortexA53和1顆M4)、3DGPU(GC3000)和視覺加速單元(2顆APEX-2visionaccelerator),能同時支持4路攝像頭,GPU能實時3D建模,計算能力為50GFLOPs。同時,S32V234芯片預(yù)留了支持毫米波雷達、激光雷達、超聲波的接口,可實現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)融合,最高可支持ISO26262ASIL-C標準。
恩智浦還有一款專門的雷達信息處理芯片MPC577XK。這是一款面向ADAS應(yīng)用的Qorivva32位MCU,基于Power架構(gòu),能夠支持自適應(yīng)巡航控制、智能大燈控制、車道偏離警告和盲點探測等應(yīng)用。
4、瑞薩Renesas
與恩智浦類似,瑞薩在2017年4月也發(fā)布了一個ADAS及自動駕駛平臺RenesasAutonomy,主打開放策略,目的在于吸引更多一級供應(yīng)商以擴大生態(tài)系統(tǒng)。同時發(fā)布的還有R-CarV3MSoC,該芯片配有2顆ARMCortexA53、雙CortexR7鎖步內(nèi)核和1個集成ISP,可滿足符合ASIL-C級別功能安全的硬件要求,能夠在智能攝像頭、全景環(huán)視系統(tǒng)和雷達等多項ADAS應(yīng)用中進行擴展。據(jù)介紹,R-CarV3MSoC的樣品于2017年12月開始供貨,計劃于2019年6月開始量產(chǎn)。
從瑞薩的芯片系列來看,R-Car系列是其在自動駕駛方向的主要產(chǎn)品線:
第一代產(chǎn)品(R-CarH1/M1A/E1)在2011-12年期間推出,可支持初級的巡航功能;
第二代產(chǎn)品(R-CarH2/M2/E2)相比第一代性能基本翻倍,可支持360°環(huán)視等ADAS功能;
第三代產(chǎn)品(R-CarH3/M3)在2015年以后陸續(xù)推出,符合ASIL-B級安全要求;同時期推出的還有R-CarV3M、R-CarV2H等ASSP處理器,這類產(chǎn)品基本可支持L2等級的自動駕駛應(yīng)用需求。
除了R-Car系列產(chǎn)品外,跟恩智浦一樣,瑞薩也有針對雷達傳感器的專業(yè)處理器芯片如RH850/V1R-M系列,該產(chǎn)品采用40nm內(nèi)嵌eFlash技術(shù),優(yōu)化的DSP能快速的進行FFT的處理。
5、德州儀器TI
TI在ADAS處理芯片上的產(chǎn)品線主要是TDAx系列,目前有TDA2x、TDA3x、TDA2Eco等三款芯片。
TDA2x:TDA2x于2013年10月發(fā)布,主要面向中到中高級市場,配置了2顆ARMCortex-A15內(nèi)核與4顆Cortex-M4內(nèi)核、2顆TI定浮點C66xDSP內(nèi)核、4顆EVE視覺加速器核心,以及雙核3DGPU。TDA2x主要是前置攝像頭信息處理,包括車道報警、防撞檢測、自適應(yīng)巡航以及自動泊車系統(tǒng)等,也可以出來多傳感器融合數(shù)據(jù)。
TDA3x:TDA3x于2014年10月發(fā)布,主要面向中到中低級市場。其縮減了包括雙核A15及SGX544GPU,保留C66xDSP及EVE視覺加速器核心。從功能上看,TDA3x主要應(yīng)用在后置攝像頭、2D或2.5D環(huán)視等。
TDA2Eco:TDA2Eco是2015年發(fā)布的另一款面向中低級市場的ADAS處理器,相比于TDA2x,TDA2Eco去掉了EVE加速器,保留了一顆Cortex-A15、4顆Cortex-M4、DSP、GPU等內(nèi)核。TDA2Eco支持高清3D全景環(huán)視,由于TDA3x主要應(yīng)用于2D或2.5D環(huán)視,所以TDA2Eco填補了中低級市場對于高清3D全景環(huán)視應(yīng)用的需求。
6、ADI
相對于以上幾家芯片公司,ADI在ADAS芯片上的策略主打性價比。針對高、中、低檔汽車,ADI針對性的推出一項或幾項ADAS技術(shù)進行實現(xiàn),降低成本。
在視覺ADAS上ADI的Blackfin系列處理器被廣泛的采用,其中低端系統(tǒng)基于BF592,實現(xiàn)LDW功能;中端系統(tǒng)基于BF53x/BF54x/BF561,實現(xiàn)LDW/HBLB/TSR等功能;高端系統(tǒng)基于BF60x,采用了流水線視覺處理器(PVP),實現(xiàn)了LDW/HBLB/TSR/FCW/PD等功能。集成的視覺預(yù)處理器能夠顯著減輕處理器的負擔(dān),從而降低對處理器的性能要求。
7、英飛凌Infineon
英飛凌在2015年針對ADAS市場推出過芯片組Real33D,可實現(xiàn)司機疲勞檢測等功能。而在奧迪新A8使用的zFAS自動駕駛計算單元中,也使用了英飛凌提供的Aurix芯片,A8最關(guān)鍵的TrafficJamPilot,是由這塊芯片最終實現(xiàn)的。
8、東芝(Toshiba)
2017年7月東芝宣布與日本電裝共同推出基于視頻的主動安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)配備了東芝最新的Visconti4自動駕駛專用芯片,Visconti4內(nèi)置8個多媒體處理核,能夠同時執(zhí)行8種應(yīng)用,專門為自動駕駛視頻應(yīng)用做了優(yōu)化,識別速度從100毫秒縮短到50毫秒,只用Visconti4就可以構(gòu)建出車道偏離警告、前后方防撞警告、前后方行人防撞警告、交通標識與信號識別等功能。電裝在2015年就開始將Visconti2應(yīng)用在輔助駕駛上,除了核數(shù)翻倍,Visconti4在行人識別算法上也比前一代改善很多,采用增強型CoHOG識別算法的Visconti4,極大提升了在陰暗場景下對行人和騎自行車者的識別能力。
9、Xilinx(賽靈思)
在汽車ADAS上,Xilinx最被廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品是Zynq?-7000AllProgrammableSoC。該系統(tǒng)(SoC)平臺可幫助系統(tǒng)廠商加快在環(huán)繞視覺、3D環(huán)繞視覺、后視攝像頭、動態(tài)校準、行人檢測、后視車道偏離警告和盲區(qū)檢測等ADAS應(yīng)用的開發(fā)時間。Zynq采用單一芯片即可完成ADAS解決方案的開發(fā)。
Xilinx(賽靈思)也與西門子業(yè)務(wù)部Mentor合作,推出了DRS360自動駕駛平臺。
10、意法半導(dǎo)體(ST)
意法半導(dǎo)體在2017年還推出了業(yè)界首款集成專用全隔離硬件安全模塊(HSM)的車載微處理器Telemaco3P。發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)的一大障礙即信息安全,對于汽車這樣高速移動的龐然大物,如果被黑客入侵或干擾通信,后果可能是災(zāi)難性的。所以無論是移動影音娛樂、基于地理信息的救援服務(wù),還是最近火爆的軟件空中更新(OTA),這些功能普及的基礎(chǔ)在于汽車能否及時有效安全地傳遞信息。HSM對接收到的外部信息進行檢查與安全認證,未經(jīng)安全認證的信息與外部設(shè)備均不能與被保護模塊通信,Telemaco3P對外發(fā)出的信息也經(jīng)HSM加密,采用專用硬件模塊來對進行安全管理,將極大提升車載通信安全。
另外,ST與Mobileye合作開發(fā)的機器視覺芯片EyeQ5裝備了8枚多線程CPU內(nèi)核,搭載18枚Mobileye的下一代視覺處理器。
11、地平線機器人(HorizonRobotics)
地平線的自動駕駛AI芯片“征程”在去年12月20日正式發(fā)布。在參數(shù)上,征程能夠以1.5W的功耗,實現(xiàn)1Tflops的算力,每秒處理30幀4K視頻,對圖像中超過200個物體進行識別,能夠?qū)崿F(xiàn)FCW/LDW/JACC等高級別輔助駕駛功能,滿足L2的計算需求。對比英偉達的DrivePX2,其采用16nmFinFET工藝,單精度計算能力為8TFlops,深度學(xué)習(xí)計算能力為24TFlops,官方TDP是250w;從性能功耗比來看,征程還是有明顯優(yōu)勢的。同時,由于ASIC不是GPU類的通用計算,內(nèi)部直接封裝了算法,數(shù)據(jù)交換只是底層I/O,因此其計算的時延也會比GPU更低。不過地平線采用ASIC的路線也是犧牲了芯片的可編程性以獲得更高的性能,是否能獲得足夠訂單量來降低芯片成本值得關(guān)注。
12、中科寒武紀(Cambricon)
寒武紀在去年11月初的發(fā)布會上首次發(fā)布了面向智能駕駛領(lǐng)域的1M智能處理器IP產(chǎn)品,據(jù)介紹其性能可達到寒武紀1A處理器的10倍以上。據(jù)了解,2016年上市的1A處理器在1Ghz頻率下理論峰值性能為:FP16半精度浮點計算能力為512GFlops,稀疏神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算能力為2TFlops。
13、四維圖新
四維圖新在2016年5月收購了聯(lián)發(fā)科旗下的汽車半導(dǎo)體公司杰發(fā)科技,后者在2017年6月的CESAsia上展出了首款車規(guī)級ADAS芯片。四維圖新在去年7月正式發(fā)布了該款A(yù)DAS芯片,并與蔚來、威馬、愛馳億維等新造車公司達成了合作。公開資料顯示,該芯片采用64位QuadA53架構(gòu),內(nèi)置硬件圖像加速引擎,支持雙路高清視頻輸出,和四路高清視頻輸入,能同時支持高級車載影音娛樂系統(tǒng)全部功能和豐富的ADAS功能。功能包括:360°全景泊車系統(tǒng)、車道偏移警示系統(tǒng)LDW、前方碰撞警示系統(tǒng)FCW、行人碰撞警示系統(tǒng)PCW、交通標志識別系統(tǒng)TSR、車輛盲區(qū)偵測系統(tǒng)BSD、駕駛員疲勞探測系統(tǒng)DFM和后方碰撞預(yù)警系統(tǒng)RCW等。
14、森國科(原深圳市國科微半導(dǎo)體)
森國科(原深圳市國科微半導(dǎo)體)在去年12月也發(fā)布了自主研發(fā)的高性價比ADAS芯片SGKS6802X,據(jù)介紹產(chǎn)品已經(jīng)正式出貨。SGKS6802X配置了雙核ARMCortexA7處理器、高速雙核8線程GPU和2D加速GPU;采用40nm工藝,芯片典型功耗1500mW,全系統(tǒng)功耗1800mw(包括DDR);最大支持4路編碼處理能力,整數(shù)運算能力7200MIPS+3200MIPS,半精度浮點運算能力25.6GFLOPS,單精度浮點運算能力6.4GFLOPS;可支持LDW、FCW、PCW、TSR、NV、TFAH、ZCD、CTA、BSD、DFM、RCW等ADAS算法,滿足L2高級輔助駕駛的計算需求。
美光正在開發(fā)GDDR6,以達到自動駕駛技術(shù)對汽車內(nèi)存容量及帶寬的要求,美光同時還在開發(fā)PCIe接口的非易失性存儲器,以滿足5G通信、高清地圖與車載黑盒子對非易失存儲的需求。
從本質(zhì)上說激光雷達和毫米波雷達都是利用回波成像來構(gòu)顯被探測物體的,就相當于人類用雙眼探知而蝙蝠是依靠超聲波探知的區(qū)別。但激光雷達會比較容易受到自然光或是熱輻射的影響,在自然光強烈或是輻射區(qū)域的時候,激光雷達將會被消弱很多而且激光雷達的造價成本高,對工藝水平要求也比較高。而毫米波雷達而言,雖然抗干擾能力較強,但是距離和精確度確實硬傷,而且在行車環(huán)境下,處于多重波段并存的環(huán)境下對毫米波的影響是極大的。毫米波對于較遠處的探測能力也是極為有限的。
激光雷達:
毫米波雷達:
自動駕駛技術(shù)是未來的趨勢,但是發(fā)展的過程中難免或有所犧牲,比如最近自動駕駛車禍事件,所以我們要理性看待。