自動駕駛之「芯」 異構分布硬體架構

2021-10-08 01:32:13 字數 1394 閱讀 3837

1)自動駕駛作業系統: 基於異構分布硬體架構的整體基礎框架軟體,包含 系統軟體 和 功能軟體 兩部分;

2)異構分布硬體架構:

原因:面向l3及以上等級自動駕駛車輛,現有單一晶元無法滿足諸多介面和算力需求,計算基礎平台需採用異構晶元的硬體方案;

基本構成:ai單元 + 計算單元 + 控制單元

圖1. 智慧型網聯汽車基礎平台參考架構(** - 中國軟體評測中心 )

架構硬體主要包括ai單元、計算單元和控制單元三部分;

1)ai單元

特點:採用平行計算架構,並使用多核cpu配置;晶元多用選用gpu、fpga、asic等;

任務:通過加速引擎實現對多感測器資料高效處理與融合,獲取用於規劃及決策的關鍵資訊;

2)計算單元

特點:採用車規級多核cpu晶元,單核主頻高,計算能力強,滿足相應功能安全要求;

3)控制單元

特點:控制單元基於傳統車控mcu,載入底盤 autosar平台基礎軟體;

任務:控制單元mcu通過通訊介面與ecu相連,實現車輛動力學橫縱向控制並滿足功能安全asil-d等級要求;

3.1 板卡整合多種架構晶元 - 奧迪zfas

奧迪自動駕駛主控單元zfas主要異構硬體模組包含:

1)altera - cyclone晶元 (fpga) : 負責感測器多源資訊融合,自動泊車,預碰撞及感測器資料預處理;

3)英偉達 - tegra k1 (cpu + gpu) : 負責環視攝像頭影象處理;

4)英飛凌 - aurix tc297t(mcu) :用於交通擁堵控制、輔助駕駛等。

圖2. 奧迪自動駕駛主控單元zfas(** - 奧迪官網)

3.2 系統級晶元soc - 特斯拉 fsd

特斯拉自動駕駛系統級晶元fsd主要異構硬體模組包含:

1)gpu模組 :主頻最高1ghz,最高計算能力約為600gflps。

任務:負責影象處理;

2)cpu模組 : 採用三組cortex-a72(4核)cpu架構,共有12核心,最高執行頻率為2.2ghz。

任務:負責通用資料處理;

3)npu模組 : fsd晶元內包含2個npu,每個npu中有乙個96×96的mac矩陣,包含了32mb的內建sram,整體工作頻率為2ghz,計算能力是36.86tops。

任務:負責深度學習和**功能;

圖3. 特斯拉自動駕駛主控晶元內部架構(** - 特斯拉)

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