2023汽车半导体生态峰会 || 畅行智驾孟黎明:融合-智驾域控新范式

发布日期:2023-09-27· 中国汽车报网 记者:张玉 整理 编辑:李沛洋
记者:张玉 整理 编辑:李沛洋

以“链启芯程 · 智造未来”为主题的“2023汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子博览会”,由广东省工业和信息化厅、深圳市工业和信息化局、中国能源汽车传播集团指导,《中国汽车报》社主办,爱集微承办,于2023年9月26日至27日在深圳福田会议中心隆重召开。

本届峰会坚持行业领袖峰会的高端定位,全面助力产业间深度融合与创新,推动上下游产业链伙伴携手合作,共同构建具有全球竞争力的汽车科技创新新生态。

峰会现场,多领域、多视角开展的20场特色活动,囊括主峰会、技术研讨、项目路演、专业展览、交流盛宴等,汇聚政、产、学、研、用、投等多个产业圈层,围绕全球及中国汽车半导体产业热点展开交流,峰会重点聚焦新技术、新趋势,深入剖析汽车半导体各细分领域的发展机遇和挑战,近百个精彩纷呈的演讲,共同呈现出一幅专业而全面的思维图景。

其中,在9月26日举办的“ADAS与自动驾驶专场”,苏州畅行智驾汽车科技有限公司系统总监孟黎明做了题为《融合-智驾域控新范式》的精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

孟黎明:谢谢主持人,今天下午是智驾的专场,其实我带着这个课题过来也是纠结了一会儿,因为这个课题在智驾可以讲,在座舱也可以讲,但是它既不属于智驾也不属于座舱,其实就是一个融合平台。今天我的PPT题目就是“融合-智驾域控新范式”。

苏州畅行智驾汽车科技有限公司系统总监 孟黎明

我的介绍分为三个部分:第一是智驾与舱驾融合域控现状,第二是单SOC舱驾融合挑战和优势,第三是畅行智驾的产品规划。

首先简单看一个市场分析,2022年乘用车的整体销量在2050万辆左右,轿车占比超过了50%,同时看轿车分级销量,占比最大的紧凑型的车型,这组数据主要体现的是在20万以下区间车型是销量主力,智能驾驶和智能座舱在车端的越来越多地装备,也带来了成本上的压力。据高工智能数据,2023年上半年,前装带联网功能的中控娱乐系统占比已超过80%,而基于高通平台解决方案的智能座舱的配置率也超过了30%。另外是新车L2+的渗透率,现在应该是30%左右。这组数据主要想给大家传递一个信息:我们在做智能座舱和智驾的功能上,需要考虑它的成本,尤其是在竞争越来越激烈的情况下,怎么把高端的配置下放到中端甚至低端,比如20万甚至10万+的区间,如何让这些车型也搭载上座舱和智驾的功能。

我们再讨论一下汽车EE架构。大家在做座舱,或者是做面向OEM需求的智驾时,尤其是在做域控制器的系统架构时,应该或多或少会遇到这样的问题,比如说在做行车辅助驾驶和DVR行车记录仪时,怎么把前摄像头的数据分给两个控制器一起做,在泊车辅助和AVM倒车影像的时候,怎么把AVM环视摄像头的数据分给两个控制器去做,做DMS摄像头时究竟是放在智驾域做监控,还是放在座舱域做Face ID的功能,这都是我们开发过程中面临的问题。也不是没有解决的办法,但是解决的办法大多是以成本为代价的。比如前视摄像头可以使用一分为二的数据拉出来,包括环视也是一样的,我们经常会遇到工程团队之间的一些争论。

在融合方式方面业内也有很多方案,第一个是行泊一体,这是做智驾目前最常见的融合功能。除了行泊一体,在座舱方面大家也会想到,比如说我在做8155的时候,是不是可以把泊车的功能做进去,甚至做其他一些大算力座舱芯片的时候是不是也可以做一部分行车功能进去。

除了行泊一体和舱泊一体,还有什么解决方案?我们可以把这些都做进来,做一个舱驾一体的平台。需要做到摄像头的复用,通过增加一些硬件通道的方式解决这个问题。如果做在一个芯片内,包括一分二的摄像头、DMS的资源分配矛盾就不存在了,在一个SoC内完全可以做到所有的数据通过共享内存的方式,想要什么功能,这些数据都可以直接拉出来用。

在汽车EE架构从分布走向集中的过程中呈现三个形态,这三个形态并不是完全不同的,只是我们人为地做了一些区分和定义。从目前来看,舱驾融合或者说融合平台能够最迅速落地的还是座舱和智驾的部分。因为智驾和座舱其实是在域的概念发展起来以后,尤其是以座舱和智驾最为典型的两个需要做大算力平台的应用,当然也得益于芯片的发展,我们后面会发现对于座舱和智驾的应用来讲,比如座舱端大概100多KDMIPS的智驾,目前一些高端的算力都是200以上,AI的算力在50到100比较常见,还有一些算力加速卡,应对这些功能就更加从容。在第一阶段座舱和智驾融合之后,可以看到现在有部分主机厂已经在做区域控制器的架构。区域控制器的架构下更多的功能会融合进来,比如说网关和BCM。刚才我也说过,Domain和Zonal这一块并没有明显的界限,因为我们在做Domain架构的同时,也有一部分客户考虑把一部分网关和BCM的功能融合进来。在智驾和座舱方面,我们可以差异化定义它的功能,在这样的大平台上有更多的灵活性,比如座舱是不是一定要做到L2.9,大家都在做加法的同时,我是不是可以适当做一些减法,是不是L2.5就够了?在座舱域这里,比如说某些新势力品牌的车里面有很多屏幕,但是对于十几万的车来讲,里面是不是要那么多屏?少一些屏幕,省下来的算力能干什么?是不是可以把网关加进来,是不是也可以把一部分BCM功能加进来,在一个轻量级的平台下就可以实现轻量级的HPC的功能,对于这些架构来讲,我们认为并没有完全独立的分界线,而是取决于想要什么样的功能,算力是怎么分配来平衡需求。

从整体的集成度来讲,随着芯片的算力越来越大,在不降低性能的情况下可以集成更多的功能,随着芯片的集成度越来越高,它的开发成本也是会越来越低。这是我们在做舱驾融合,或者做整车EE架构过程中追求实现的降本方案。

对于舱驾融合的核心需求,我们也做了一些总结。

第一是功能扩展,在平台大算力的加持下可以满足各种品牌差异化的需求,比如说在实现了座舱和智驾的基本功能以后,还需要实现一些什么功能,比如说个性化的迎宾灯,可以在舱驾融合的基础上做一些模块,再加上一些区域控制器和执行器,完成个性化的配置,包括座椅迎送宾需求配置等。可以把这些个性化地客户需求、能够体现品牌差异化的需求逐渐提升到最顶层的融合域上来,满足长期升级的能力需求。

第二个是迭代加速,平台集成度高,分层分区,新功能易于部署更新。不仅在控制器层面可以实现软硬件的解耦,在执行层面也实现执行器和控制器解耦。

第三是架构简化,one box简化EEA架构,降低互联互通的数据量,所有的软件、服务都在一个控制器内由统一的CPU内部总线完成调度,优化系统调度,提升整体的响应性能。

第四是成本优化,控制器集成度高,节约Bom成本,软硬件都在统一的软件架构下,各个部门都会有同样的工程语言对接,所以能加快软件开发速度,节约开发验证和功能扩展的成本。当然成本优化也是主机厂最核心的诉求,我们带着舱驾融合的平台去跟各个主机厂交流,大家比较直接的第一句话就是“你能给我带来什么,能给我带来多大的成本降低”,所以成本优化是最核心的需求。在成本优化的前提下,其它的理论是不是能够完全站得住,需要分析论证,我们也做了大量的前期分析和论证,目前看是完全没问题的。

在我们做单芯片的舱驾融合的过程中,我们也调研了市场上其他的情况,很多舱驾融合的方式还是通过芯片来实现的,部署一个智能座舱的芯片和一个智驾的芯片,把芯片集成到one box里来实现功能。在数据复用方面,内部可能会经过芯片来转,也可能会增加一些中间件去做传输,整体来讲它的节约不如单SoC做得这么彻底。不过从趋势来看,智驾+座舱是中国主机厂期望的主要的域控制器的合作形式,这个基础应该是没问题的。适应中央计算架构和域整合的方案是下一代汽车可持续发展的关键,我们的目标也是往集成度更高、算力更大的中央计算平台上去努力。

对于舱驾融合面临的挑战,尤其是单SoC芯片的舱驾融合的挑战有很多。

第一个是资源分配,我们在做这些方案设计的时候也是很纠结的,我们基本上是既要又要,不会因为我们的芯片算力有限而放弃一些东西,实际上是既想要这个又想要那个,希望覆盖的场景更多,性能也越来越好。针对这样的核心诉求,由于平台会越来越大,怎么做平台化设计,包括座舱和智驾资源怎么去做分配和隔离,在做硬件设计整合的时候其实挑战很大,要平衡多方面的因素,打造一个强大的可扩展平台。

第二个是功能安全,这是在做舱驾融合的时候客户最关心的核心问题。ADAS功能和座舱功能要求是完全不一样的,当把不同的功能放在同一个SoC里面的时候,如何去保证两边互不影响,如何保证各自的功能安全都能达到自己的设计效果,是我们需要核心探讨的问题。我们在这方面也做了一些方案的设计,比如说针对各个功能之间我们做了一些处理,也做了一些软分区和安全的校验,确保两边互不干扰。

第三个是数据共享,传感器数据在座舱和ADAS系统之间需要完成共享,共享的链路包括一些计划怎么分,数据共享的效率怎样得到提高,这是我们在做舱驾融合的关键。我们一定要在单SoC方案上体现出优势,体现出和多芯片之间的区别,包括和分离的控制器之间的区别。

第四个是功能扩展,在大算力平台上,怎么样达到一个常用常新,这其实是一个很关键的课题。比如说我们在开始首发座舱和智驾,或者是首发平台的时候,因为一些研发的因素,比如说智驾和座舱优化的程度都没有那么高,经过几轮OTA迭代以后,可以释放出来一部分芯片算力。也就是说可能在使用的过程中,会发现车辆性能越来越优了,算力消耗反而越来越小,这时候对于多余出来的算力,是不是可以增加更多的功能进去?所以不仅是常用常新,而且会越用越强大。

第五是信息安全,信息安全和功能安全是类似的,同样是座舱和智驾,在信息安全方面面临的挑战是完全不同的。智驾的接口相对是封闭的,大部分是以太网、Linux,做一些端口的封闭、权限的限制,再做一些安全的校验。但对座舱来讲它是一个开放的系统,上面可以装一些第三方应用,对于这些第三方应用怎么应对更大的安全挑战,这也是需要解决的问题。

第六是基础管理,如何在一个平台下把电源管理、OTA、健康监控使用一套架构,把这两套架构全部做出来。当我们把这些面临的挑战都做完了以后,你会发现整个软件架构的统一性带来的收益其实是很大的。

畅行智驾产品的核心优势,首先是系统,在整体考虑到舱驾融合资源复用之后可以简化设计、优化性能。我们对功能安全和网络安全也有针对性的设计,另外可以助力整车EEA架构跨代升级。右边有一个图简单描述,目前10到20万元价格区间的车还在考虑要不要加装ADAS,要不要升级自己的座舱系统,如果是用了我们的舱驾融合产品,直接奔着SPC的形态去了,所以我们叫整个形态是跨代升级的过程。

在硬件上,我们一直在强调,为什么10到20万区间的车也能用舱驾融合的平台,首先我们是做到了极致性价比,当然这是用了高通的单SoC芯片。目前在舱驾融合的芯片上,我们可以对标市场上主流的8155加上一个高阶NOA的芯片。另外就是对于不同配置,我们可以进行不同的搭配,满足不同的性能。

在软件上,我们有一个基于单芯片的全功能专门平台,有结构的灵活性和可扩展性,另外是我们有量产级的座舱+智驾,以及一个中间件。

公司成立于2021年11月份,到今天为止不到两年的时间,已经做出了3款产品,软件方面我们也做了一个自己的中间件。其中在2022年5月左右,我们基于高通的8540做了一个智驾域控制器的产品,在2023年4月我们基于8650在上海车展做了一个首发,当时我们是国内进度最快的,整体跑通了六路感知。在2023年8月份我们基于高通的单SoC芯片,推出了一个域控制器产品,现在我们智驾功能的算法也在这个控制器上做了移植。我们的开发进度领先于国内和国际的各个厂商,也得益于高通的大力支持。

中科创达是我们的母公司,它是在2015年左右进入汽车领域的,在汽车领域主要发力点是在智能座舱,在2021年以后陆续也做了一些和智驾相关的投资,也并购了一个泊车的供应商,在智能驾驶领域形成了完善的开发体系。

我们和母公司中科创达有很多的合作,这也是我们有信心规划和交付HPC的底气。大家应该知道,无论是做智驾还是座舱,对技术团队、对公司规模的要求都很高,如果把这两部分放在一起,本身在技术路线上会有一些不同,目前真正能把智驾和座舱放在一起,具备全栈开发能力的公司屈指可数。畅行智驾有一些天然的优势,就是和母公司中科创达的合作模式,在合资模式上,畅行智驾作为Tier1会基于硬件加上交付,面向客户完成一个整体的交付。畅行智驾主要负责智驾域控的相关开发,中科创达做智能座舱和软件操作系统相关的开发,这是中科创达的优势;另外中科创达还积累了一些自动驾驶的功能,包括AVM、CMS等。基于这些强大的能力和积淀,我们有信心完成中央计算HPC软硬件整体交付。

畅行智驾规划有三条产品线:智能驾驶、智能座舱、舱驾融合。由于公司成立的比较晚,在智能驾驶方面,和高通一起建立智驾的生态链。虽然现在市场上的反馈差强人意,但是我们可以从长远来看,高通的这款芯片在智驾的性价比上还是极高的。

智能座舱是中科创达本身固有的技术栈,畅行智驾会和中科创达一起为客户完成智能座舱的交付。

中间这条是我们现在力推的产品,在市场的反应也比较积极,Tarkine是我们基于高通的舱驾融合的芯片的融合域控制器,目前已经成功点亮,我们在今年11月份会做一个正式的发布。基于高通的下一代芯片,我们也会继续规划大算力平台的舱驾融合,整体产品会从高到低做一个完整的覆盖。

我们现在主要有两款产品,一款是舱驾融合的产品,AI算力是50Tops上下,CPU算力是低配版180kDMIPS,高配是230。智能驾驶这一块是高通最新的芯片加上MCU, AI算力和CPU算力方面也相当突出,功能安全都可以达到ASIL-D。

我们将在2023年第四季度初正式发布高通的Ride Flex平台舱驾融合域控解决方案,这是全球首发,目前我们是领先行业半年左右的水平,敬请期待我们的正式发布。

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