满足智能汽车需求的新一代车用处理器出笼

智慧汽车前景可期,半导体业者针对先进驾驶辅助系统(adas)、车载资通讯及车联网等应用领域,积极开发新一代元件,以抢下更大的智慧汽车版图。
智慧汽车发展持续升温,不仅吸引网路营运商与知名车商竞相抢食这块大饼,半导体业者也看好adas、车载娱乐与车联网等应用领域对车电元件需求持续增加,而扩大展开产品部署。
深度学习/人工智慧加持 智慧汽车更smart
adas为迈向智慧汽车首要关键。为加速自动驾驶车发展,辉达(nvidia)宣布推出首款车载人工智慧引擎--drive px 2(图1),该平台采用nvidia先进的绘图处理器(gpu)处理深度学习功能,以掌握车子周遭360度的情况,精准判断车子所在位置,并推算出安全舒适的行进路线,让车厂能运用人工智慧处理自动驾驶面临的各种复杂情境。此一平台预计将于2016年第四季上市。
图1 drive px 2可精准判断车子所在位置,并运用人工智慧处理自动驾驶面临的各种复杂情境。
nvidia共同创办人暨执行长黄仁勋表示,nvidia的gpu在深度学习与超级运算演进方面,扮演关键要角,该公司利用它们构建未来自动驾驶车的大脑,使其能随时警戒监控,最终达到超越人类的情境感知能力。
未来,自动驾驶车将带来更高的安全性、崭新便利的行动服务,甚至是深具美感的都会设计。
drive px 2结合了两颗新一代tegra处理器及两颗独立的pascal架构新一代gpu,能提供每秒24兆次的深度学习运算速度,其特殊设计的指令集加快深度学习网路介面中采用的数学运算法,比前一代产品的运算效能高十倍以上。
此一强大的深度学习能力,使得drive px 2得以快速学习如何辨识日常驾驶中经常出现的各种挑战,例如道路碎石、行径离谱的违规驾驶,以及施工区域等。 深度学习亦能辨识多种传统电脑视觉技术所无法应付的状况,特别是像大雨、下雪及浓雾等恶劣天候,甚至包括日出、日落与漆黑等光线不足的光照条件。
同时,drive px 2能处理十二个视讯摄影机、光达、雷达,以及超音波感测器的输入资料,加以融合后而得以精确地侦测物件、识别并确定车子相对于周围的所在位置,再推算出安全行车的最佳路径。
此一复杂的运算工作是经由nvidia driveworks执行。driveworks结合众多软体工具、函式库及模组,能支援所有自动驾驶管道,包括从物体侦测、分类与分段,一直到地图定位与路径规划,使业者可快速开发与测试各种自动驾驶车;并实现感测器校正、撷取周围环境资料、同步化、录制,进而透过涵盖所有drive px 2专用与通用处理器上运行的复杂演算法线程,处理多个感测器资料流。
另外,在通用浮点运算方面,drive px 2的多倍精准度gpu架构能达到每秒8兆次的运算速度,比前一代产品高四倍以上。
这让合作厂商能处理各式各样的自动驾驶演算法,包括感测器融合、精细定位及路径规划;而在需要多层次的深度学习网路时,亦能提供高精准度的运算。
mips ip助力 自动驾驶效能再提升
除nvidia之外,imagination也积极布局adas市场,并于2016国际消费性电子展会中(ces)展示与合作夥伴,如mobileye、瑞萨(renesas)、luxoft、rightware共同发展的多款汽车产品。
据悉,在目前已安装的adas系统中,大多数均采用imagination旗下产品mips ip;包括领先的汽车晶片业者mobileye的解决方案--mips-based soc;而mobileye于2016年初发表最新款的eyeq4晶片,同样采用imagination的mips多核心架构,其mips i-class的多执行绪技术以及m-class的效率优势,能以超低功耗实现优异效能,适用于碰撞侦测与闪躲等adas应用所需的电脑视觉处理。
mobileye工程资深副总裁elchanan rushinek表示,透过imagination的mips cpu支援,可实现超高效率的即时处理与控制;而mips io coherence unit(iocu)特性能为adas这类需要由cpu和一致性来管理多个加速器的应用提供显着的差异化优势。imagination的多执行绪mips cpu已协助该公司在推出每一代的eyeq soc时,都能实现显着的效能提升。
除上述所提的mips ip,imagination的powervr gpu技术也被瑞萨、德州仪器(ti)等领先的汽车晶片业者用来开发仪表板与资讯娱乐解决方案。瑞萨于近期最近发表新款r-car h3 soc,其中内建拥有一百九十二颗alu核心的高阶powervr gx6650 gpu,并支援可满足顶尖规格的硬体虚拟化技术,改善认知运算与人机介面(hmi)的运算功能,可以用来开发先进的驾驶支援系统以及车载资讯娱乐(ivi)系统。
renesas副总裁暨汽车资讯系统业务部门主管masahiro suzuki指出,由于现今的ivi系统传输的外部资料量大幅增加,因此需要hmi (human-machine interface)运算功能来即时、正确地处理这些庞大资料量。powervr gx6650为r-car h3的3d绘图引擎,与r-car h2相比,拥有将近三倍的着色器计算处理效能,可在正确的时间为驾驶提供可靠资讯,以实现先进的应用程式与丰富的hmi。
imagination执行长hossein yassaie则透露,汽车产业目前正面临重要的转折点。adas和无人驾驶汽车正推动车用电子在众多领域的成长,包括仪表板、资讯娱乐系统,以及智慧摄影机等。
imagination以广泛的解决方案推动汽车应用的进展。其包含了支援硬体虚拟化技术的和具有可扩充性的powervr gpu,可为运算和视觉应用实现可靠度与高效能处理;具备多执行绪功能的mips cpu核心,可实现即时的运算与效率以及安全性与可靠度的硬体虚拟化技术;以及ensigma多重标准无线电与连结技术的全球解决方案。
高通处理器献计 汽车联网功能大增
除adas备受瞩目之外,车联网亦是兵家必争之地,例如高通旗下子公司高通技术,便于近期推出snapdragon 820a系列汽车处理器(图2),支援lte-advanced联网功能,透过软硬体更新实现可升级车载资讯娱乐系统,轻易跟上最新技术。
图2 snapdragon 820a系列汽车处理器支援lte-advanced联网,并透过软硬体更新升级车载资讯娱乐系统。
高通技术公司汽车业务资深副总裁暨总经理patrick little表示,汽车产业长期以来一直希望拥有一款规模弹性解决方案,可创造丰富的使用者体验,并兼顾消费者在个人行动装置所习惯的效能、联网及升级功能,包括即时云端联网及导航、沉浸式4k图像与影像显示、软硬体升级弹性、深度学习与远端诊断能力,开创下一代的汽车安全性能。snapdragon 820a汽车平台能满足上述需求。
据了解,snapdragon 820a系列中的820am版本内建x12 lte数据机,并具备4g lte advanced pro功能,支援下行速率达600mbit/s、上行速率达150mbit/s、不间断的车内及蜂巢式联网、车内高画质电影串流、802.11ac 2x2 mimo的wi-fi热点功能、连接车内多部行动装置,以及针对v2x的802.11p专用短程通讯(dsrc)。车内的部分联网则透过蓝牙(bluetooth),支援车内行动装置与车载资讯娱乐系统间内容分享。
此外,snapdragon 820a内建感测器,具备认知意识与车辆自我诊断、支援adas功能以改善车辆安全系统,并透过gnss与航位推算技术,提供定位及导航服务。 该产品并整合先进的摄影与感测处理功能,支援重要的全天候警示与紧急服务,将标准摄影机功能延伸至智慧摄影机,且运用环景摄影镜头支援停车辅助边缘视线功能。
爱立信/at&t联手 提升汽车联网体验
另一方面,爱立信也携手电信业者at&t,发展新的车用wi-fi解决方案,并且将继续支援at&t drive平台,以协助消费者轻松管理汽车内部的wi-fi连结功能。 爱立信北美地区技术与策略长glenn laxdal表示,随着网路型社会持续实现,该公司将继续扩展与at&t drive平台的合作关系,并为at&t的全新线上wi-fi入口网站提供更强大功能。
透过爱立信的解决方案,消费者可启动免费的wi-fi热点试用,还可进一步为车子购买数据通讯时段(data session),从车内管理其wi-fi帐户。此外,汽车制造商也能利用无线连结进行软体更新传输,并下载先进可下载型引擎配置(advanced downloadable engine configurations)。对消费者而言,这意味着即使在购买联网汽车多年之后,仍能透过车联网服务增加新的功能,提升驾驶体验。 at&t mobility物联网资深副总裁chris penrose指出,at&t与爱立信的共同合作,为汽车车主提供了存取及管理4g lte wi-fi热点帐户的能力。这是双方策略夥伴关系的另一个重要里程碑,未来双方将不断地突破创新,为消费者开创下一代的联网汽车体验。
开拓智慧汽车市场 新一代产品/技术纷出笼
因应智慧汽车发展趋势,意法半导体(st)亦全速抢进智慧汽车市场,不断推出先进的智慧驾驶解决方案,如与以色列公司autotalks合作开发汽车对各类物体(v2x)晶片组。该晶片组整合基频处理器、主微控制器(mcu)、安全微控制器和v2x通讯技术,利用gps卫星定位数据和801.11p wi-fi无线网路技术分析周边车辆和路况,为自动驾驶汽车技术开启一系列全新的可能应用。
此外,意法还将推出一款高动态范围的车载cmos照相模组,在低光环境中拥有同级产品中最高的讯号杂讯比,目标应用是能够侦测行人、障碍物、交通号志和车道的视觉驾驶系统。
与此同时,作为车用mems技术的主要供应商,意法将推出各种车用mems感测器,其中包括用于汽车紧急呼叫系统的三轴加速度计、用于安全气囊的单轴/双轴加速度计,以及六轴感测器模组(三轴加速度计和三轴陀螺仪)和定位晶片整合方案,在gnss数据无法使用时可透过航位推测技术辅助汽车导航。针对车联网安全,该公司则提供符合可信任平台模组(tpm)2.0数据安全规范的车用安全微控制器,使汽车网路介面在物理层取得最高的安全等级。
另一方面,高通旗下子公司高通技术也进一步扩大其车用技术产品组合,以支援汽车产业各阶层市场实现即时创新。
相关技术涵盖远程讯息通讯系统与联网高集成度解决方案、针对丰富资讯娱乐系统所需的高解析度图像与多媒体技术、先进驾驶辅助系统所需的机器智慧与感测器混合技术、gnss定位技术、增进安全与驾驶便利的v2x通讯,以及电动车所需的无线充电技术等。
高通技术公司汽车资深副总裁暨总经理patrick little表示,高通技术在车用科技领域深耕已久,能为客户在广泛领域内提供完整的解决方案,包括车载资通讯系统、联网、多媒体、定位、运算、机器学习、成像、安全与控制等。如此多元的技术产品组合使该公司能提供高度整合且可扩展的平台,满足资讯娱乐、车载资通讯、联网、gnss、机器智慧、v2x通讯及无线电动车充电等需求。
据悉,高通技术公司并购的cambridge silicon radio limited(csr)为高通的车用产品组合增添更多技术资产,其整合的车用解决方案产品组合包括:高通snapdragon 820a/snapdragon 602a处理器;snapdragon x12 lte/snapdragon x5 lte数据机;vive 802.11ac技术(qca65x4 wi-fi);atlas资讯娱乐系统单晶片;tunex晶片;halo电动车无线充电;以及独立车载级gnss与蓝牙/wifi组合产品等。
透过提供稳定的系统及完整软体支援,高通技术公司的高度整合系统单晶片平台可降低物料清单成本、缩短上市时间,并降低oem夥伴整体系统风险。
智慧汽车“钱”景阔 半导体商纷掏金
智慧汽车商机诱人,根据市场研究机构gartner预测,2020年,全球总共会有超过两千五百万辆的联网汽车;而成熟市场80%的新车款会有数据连接,30%的联网车辆会内建有功能级的空中传输(ota)软体升级功能。
显而易见地,随着智慧汽车风潮扩大蔓延,使得各种车用电子元件更加受到产业界重视,如感测器、mcu及各种无线通讯等,需求将明显增温。为抢下更大的智慧汽车版图,众家业者持续针对adas、车载资讯娱乐系统、车联网等应用设计需求研发新产品,各厂商间的军备竞赛将变得更加白热化。

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