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自動(dòng)駕駛需要新的計(jì)算平臺(tái)

2019-04-23 00:17:49·  來源：Astroys  
　
目前的處理器不適合未來的自動(dòng)駕駛。雖然自動(dòng)駕駛的發(fā)展在電子行業(yè)的討論中占據(jù)著主導(dǎo)地位，但各公司距離擁有合適的計(jì)算平臺(tái)、安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)還有很長的路要
“ 目前的處理器不適合未來的自動(dòng)駕駛。”

雖然自動(dòng)駕駛的發(fā)展在電子行業(yè)的討論中占據(jù)著主導(dǎo)地位，但各公司距離擁有合適的計(jì)算平臺(tái)、安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)還有很長的路要走。一項(xiàng)新的調(diào)查顯示當(dāng)前對(duì)于我們正在走向自動(dòng)駕駛的道路的思考。

Forrester Consulting代表Arm進(jìn)行的針對(duì)自動(dòng)駕駛相關(guān)從業(yè)者的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然汽車公司正在大力投資研發(fā)以創(chuàng)建完整的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，但許多仍處于產(chǎn)品工程的早期階段，并且還沒有為量產(chǎn)做好準(zhǔn)備。只有20％的受訪者表示他們已經(jīng)準(zhǔn)備好生產(chǎn)可靠的原型。

構(gòu)建原型的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與軟件、零部件成本、計(jì)算挑戰(zhàn)和安全性有關(guān)。特別是，該調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳感器和計(jì)算尚未到達(dá)生產(chǎn)的黃金時(shí)期。

Forrester采訪到的許多工程師說，可量產(chǎn)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所需的傳感器技術(shù)仍處于初期階段。一位自動(dòng)駕駛項(xiàng)目主管表示，從L4到L5自動(dòng)駕駛的挑戰(zhàn)是能夠滿足需求的傳感器技術(shù)其實(shí)不存在。

計(jì)算能力和算法也尚不存在。能夠保證在無限的條件下比人類駕駛更加安全的算法至少需要超過十年時(shí)間。某位主管說：“在公眾可以接受之前，計(jì)算機(jī)必須至少比人類做的好10倍。”

可量產(chǎn)的系統(tǒng)

在調(diào)查中，28％的受訪者表示硬件和計(jì)算問題是最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，尤其是系統(tǒng)速度、功率需求、計(jì)算能力、系統(tǒng)散熱和系統(tǒng)的尺寸。

車規(guī)級(jí)系統(tǒng)的量產(chǎn)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。Forrester的調(diào)查顯示，傳感器技術(shù)的主要玩家大部分都沒有批量生產(chǎn)。

該報(bào)告里稱：“科技公司們將需要很多來自主機(jī)廠的幫助，因?yàn)樗麄儽仨殞W(xué)習(xí)如何將產(chǎn)品投入生產(chǎn)。且為了10年和15萬英里的耐久性，會(huì)讓他們面臨之前沒有想到的問題。”

此外，監(jiān)管和認(rèn)證框架可能是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)量產(chǎn)的關(guān)鍵障礙。一位駐歐洲的受訪者表示，安全標(biāo)準(zhǔn)是完全個(gè)性化的，沒有集中的標(biāo)準(zhǔn)或方法和工具來驗(yàn)證系統(tǒng)。一位美國受訪者對(duì)此表示贊同，并強(qiáng)調(diào)NIST（國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院）遠(yuǎn)沒有認(rèn)證自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的能力。他們希望行業(yè)能夠開發(fā)隨著時(shí)間的推移逐步發(fā)展成為標(biāo)準(zhǔn)的最佳法規(guī)。

另一位受訪者表示，工程師正在使用過時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)尚未完全考慮用于可量產(chǎn)的駕駛系統(tǒng)。每個(gè)公司都希望對(duì)其算法進(jìn)行認(rèn)證（如ISO 26262），但該標(biāo)準(zhǔn)不包含任何有關(guān)深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

行業(yè)正在考慮全新的電子電氣架構(gòu)（圖片：大陸）

功能安全也是一個(gè)主要問題。在一項(xiàng)調(diào)查中，一位美國主機(jī)廠的工程師提到，監(jiān)管和認(rèn)證問題是他們正在考慮和擔(dān)心的問題，因?yàn)椴恢缹?huì)遇到什么。傳感器在各種天氣條件下表現(xiàn)如何？如何獲得自動(dòng)駕駛汽車的安全測(cè)試？需要經(jīng)過哪種場(chǎng)景？很多人都在嘗試?yán)媚M仿真，那的確有效，卻無法模擬一切。

由于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的復(fù)雜算法，所有情況下的功能安全認(rèn)證對(duì)于監(jiān)管機(jī)構(gòu)來說幾乎是不可能的。

該調(diào)查建議，需要通過確保全球自動(dòng)駕駛安全的認(rèn)證框架支持的一致法規(guī)開展工作。即使主機(jī)廠有了正確的技術(shù)，今天的行業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和政府監(jiān)管框架也不涉及自動(dòng)駕駛汽車。

汽車行業(yè)的高管必須加快這些新標(biāo)準(zhǔn)的制定。如果到2020年法規(guī)和認(rèn)證程序不規(guī)范，汽車行業(yè)和保險(xiǎn)公司將面臨監(jiān)管缺口或沖突。

芯片也需要進(jìn)行優(yōu)化以獲得車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。驅(qū)動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所需的先進(jìn)AI和傳感器數(shù)據(jù)分析將從優(yōu)化的芯片中獲益。

此外，硬件和軟件需要同時(shí)開發(fā)，功能安全和安全性最重要。迄今為止，許多自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的工作重點(diǎn)是構(gòu)建能夠提供更高水平自動(dòng)駕駛的傳感器和軟件。既然系統(tǒng)正在顯露出L4級(jí)自動(dòng)駕駛的潛力，那么現(xiàn)在是時(shí)候從原型轉(zhuǎn)向可量產(chǎn)的硬件了。從這一點(diǎn)來說，行業(yè)應(yīng)該將軟件和硬件設(shè)計(jì)為一個(gè)單元，以滿足自動(dòng)駕駛汽車的性能、安全和安全要求。

未來的汽車架構(gòu)

未來的汽車架構(gòu)是本周慕尼黑GSA 2019歐洲高管論壇的主題之一，行業(yè)高管在很大程度上回應(yīng)了上述調(diào)查中那些突出的挑戰(zhàn)。

大陸的微電子集成總監(jiān)Theodor Maier表示，汽車正在從僅僅是一輛車轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泻诵拇竽X和許多執(zhí)行器（無獨(dú)立控制單元的那種）的“移動(dòng)解決方案”。因此，當(dāng)從基于多ECU的系統(tǒng)過渡到基于服務(wù)器的汽車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，需要新的汽車架構(gòu)來管理復(fù)雜性。他補(bǔ)充說：“汽車中的芯片系統(tǒng)將成為未來移動(dòng)解決方案和推動(dòng)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵組成部分。”

寶馬集團(tuán)的首席架構(gòu)師兼汽車電子電氣架構(gòu)負(fù)責(zé)人Matthias Traub也談到了對(duì)新型混合計(jì)算架構(gòu)的需求。他說，對(duì)于制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制等基本功能，汽車微控制器可能是合適的，但直接使用消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域的微處理器并不具有建設(shè)性。因此，混合計(jì)算形式的新方法是必要的。

混合計(jì)算架構(gòu)可通過通用處理器（GPP）、專用硬件加速器和嵌入式FPGA的最佳交互實(shí)現(xiàn)節(jié)能分配所需的性能需求。最佳系統(tǒng)級(jí)組成將通過硬件/軟件協(xié)同設(shè)計(jì)得出。

為此，Traub稱BWM是歐洲處理器計(jì)劃的一員，該計(jì)劃于2018年12月成立，旨在幫助開發(fā)高性能、低功耗的微處理器。這個(gè)為期四年的項(xiàng)目專注于汽車行業(yè)的專項(xiàng)工作包，總預(yù)算為2000萬歐元。預(yù)計(jì)在2021年將會(huì)推出第一個(gè)參考設(shè)計(jì)方案。

歐洲處理器計(jì)劃汽車高性能計(jì)算參考平臺(tái)有望于2021年實(shí)現(xiàn)（圖片：寶馬）
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