必不可少的ADAS芯片如何支持自动驾驶发展

在开头我们先明确一个概念,那就是adas不是现在非常红的自动驾驶,adas是辅助驾驶,它的核心是环境感知。简单点说就是利用安装在车上的各式各样传感器收集数据,并结合地图数据进行系统计算,从而预先为驾驶者判断可能发生的危险,保证行车的安全性。决策和执行的前提是感知,所以也可以说adas是自动驾驶的前提。
adas下面的系统非常多,每一个列出来都可以大书特书,这里就不展开了。今天挑选一些国际大厂在adas应用领域的很有特色的芯片,来看看这些主流高端玩家在辅助驾驶上下了哪些苦功。
ti近场分析系统处理器  
tda4vm是ti基于深度学习技术的l2/l3近场分析系统的处理器系列,基于不断发展的自家的jacinto7 架构,主要应用在adas和自动驾驶上。
(tda4vm套件,ti)
先来看看tda4vm的处理器内核,c7x浮点矢量dsp,性能高达1.0ghz、80gflops、256gops。双核64位arm cortex-a72微处理器子系统,性能高达2.0ghz,每个双核cortex-a72集群具有1mb l2共享缓存,每个cortex-a72内核具有32kb l1数据缓存和48kb l1指令缓存。六个arm cortex-r5f mcu,性能高达1.0ghz。隔离的mcu子系统中有两个arm cortex-r5f mcu,通用计算分区中有四个arm cortex-r5f mcu。
六个arm cortex-r5f的子系统能够管理低级的时序处理任务,并且可使arm cortex-a72不受应用的影响。a72的独立双核集群配置有助于实现多操作系统应用,而且对软件管理程序的需求非常低。同时配置的新型“mma”深度学习加速器可在业界超低的功率范围内实现高达 8tops 的性能。
这些包含了dsp、深度学习和传统算法加速器、arm和gpu处理器、集成式成像子系统、视频编解码器、以太网集线器以及隔离式mcu岛的关键内核都由车规级的安全硬件加速器保护,硬件加速器提供视觉预处理以及距离和运动处理,而不会影响系统性能。
英飞凌aurix系列adas控制器  
aurix系列在单个mcu中集成了一个risc处理器内核、一个微控制器和一个dsp。这个系列在汽车的高级驾驶辅助系统中有着很高的知名度,英飞凌的这个系列可以说推动了自动化,电动化以及网联化的发展。在电机控制上这个系列也有很亮眼的发挥,本期文章就不多展开在电机方面的应用了。英飞凌在adas中的车道辅助、紧急制动辅助和距离控制上有强劲的实力。
(aurix系列,英飞凌)
aurix系列的tc2xx产品系列和他的进阶版tc3xx是目前在汽车行业adas应用里保证性能和安全的代表。其创新的多核体系结构基于多达三个独立的32位cpu,旨在满足最高安全标准,同时显著提高性能。
从整体上来看,aurix系列帮助使用者可以缩短大概30%的设计时间,在保证现在功能足够强大的情况下,aurix系列保持了50%左右性能盈余,为未来的需求提供足够的资源缓冲,同时还能使功耗保持在单核微控制器水平上。
从tc234la-32f200f这个第一代aurix系列的adas产品来看,每个带有dsp功能的tricore cpu主频为200mhz,同时拥有高达2mb的闪存(ecc保护),ram则高达192kb + 512kb(ecc保护)。在器件中,集成了3.3v 的单电压电源,24x 12bit sar adc,强大的通用定时器模块gtm以及可编程的硬件安全模块。多样化的锁步架构大幅减少了asil-d系统的开发工作,创新的单电源则有着一流的功耗并节省外部电源的成本。高度集成的功能与低功耗是英飞凌的优势。
瑞萨r-car v系列  
瑞萨的r-car硬件平台涵盖了从车规级入门到高级的全部产品。其中r-car v3m,r-car v3h以及r-car v3h2是adas应用的主力军。
(r-car v3m,瑞萨)
r-car v3m专为具有asil和深度学习功能的应用而设计,可以用于adas系统中的各类感知环节。这款芯片可以说完美展现了瑞萨的风格,在视觉应用上格外有竞争力。
r-car v3m具有应用于程序编程的双arm cortex-a53,以及用于运行autosar的双cortex r7 锁步内核。这两个内核的性能就不赘述了,都足够强大。r-car v3m最大的特点就是在视觉上集成了高速处理光流、目标检测和分类以及卷积神经网络等算法,为车辆提供了最高性能的视觉能力以及视觉处理能力。在图像引擎上也是选取了能保证高效率和降低功耗的引擎。尤其在汽车视觉应用上,部件本身产生的热量以及阳光直射造成的温度升高,这些条件都对部件低功耗的要求尤为严格。r-car v3m完美解决了这个问题。
集成式isp也进一步提高了集成度,在系统成本上也是一笔不小的节省。在视觉应用上,瑞萨的r-car v3m继承了瑞萨在视觉上传统优势。
写在最后  
本期挑选了较有特色的adas应用上的几款芯片,adas细分领域还有很多性能优异同时别具特色的产品。可以说adas是自动驾驶发展的必经之路,如果没有adas的广泛试验和迭代,就不会有真正适合消费者使用的自动驾驶工具。

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