芯片廠商作為底層“推進(jìn)器”，助力智駕方案快速規(guī)模化量產(chǎn)落地

前言 目前，德賽西威、福瑞泰克、宏景智駕、禾多科技、大疆車載、知行科技、縱目科技、易航智能、智駕科技等二十幾家國產(chǎn)供應(yīng)商已經(jīng)宣布并推出了各自的行泊一體解決方案，并陸續(xù)拿到了相關(guān)主機廠的前裝量產(chǎn)定點項目。

是否搭載行泊一體方案已成為衡量各主機廠上市車型競爭力的一項重要參考指標(biāo)。各大主機廠都在加快推進(jìn)行泊一體方案的規(guī)模化量產(chǎn)落地進(jìn)程，以期占據(jù)更多的主動權(quán)。從2023年開始，包括比亞迪、吉利、長城、上汽、長安、奇瑞等在內(nèi)的傳統(tǒng)主機廠也已經(jīng)或計劃開始將行泊一體域控制器解決方案逐步擴展應(yīng)用到后續(xù)的重點車型平臺中。

據(jù)工信部以及相關(guān)研究部門數(shù)據(jù)顯示，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面，2022年中國市場搭載輔助駕駛系統(tǒng)的乘用車新車銷量達(dá)700萬輛，同比增長45.6%，市場滲透率提升至34.9%。

其中，2022年中國市場（不含進(jìn)出口）同時前裝標(biāo)配搭載行車+泊車功能的乘用車上險量達(dá)到260萬輛，前裝標(biāo)配搭載行泊一體域控制器的上險量約為78萬輛，占比達(dá)30%。

隨著主機廠加速推進(jìn)智駕功能的上車進(jìn)度，據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，2023年中國乘用車市場行泊一體域控方案交付量有望突破150萬輛。

智能駕駛系統(tǒng)供應(yīng)商的產(chǎn)品戰(zhàn)略逐漸明朗

當(dāng)前，智能駕駛產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了以“規(guī)?；慨a(chǎn)”為核心的下一個競爭周期。

也就是說，現(xiàn)在大家開始把重點放在了主流的L1~L2/L2+市場。智能駕駛系統(tǒng)供應(yīng)商若要在此主流市場搶占盡可能多的市場份額，是否具備全棧自研的能力，是否能夠基于標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品平臺，給出多元化的產(chǎn)品方案是其核心競爭力。

當(dāng)前，國內(nèi)智能駕駛系統(tǒng)供應(yīng)商大都在走軟硬一體的技術(shù)路線，各自的產(chǎn)品戰(zhàn)略路線也逐漸趨向一致：ADAS前視一體機、輕量級行泊一體域控方案和高階行泊一體域控方案。

1.1 ADAS前視一體機

1）市場定位：主要用于實現(xiàn)L1~L2級別、行車場景下的輔助駕駛功能，比如FCW、AEB、ACC、LKA等。可支持的傳感器方案為1V或1~5R1V，主要應(yīng)用于10~15萬價格區(qū)間的中低端車型。

2）芯片方案：SoC + MCU

3）合作訴求：主機廠希望提供“交鑰匙”的解決方案，產(chǎn)品具有較高的性價比，并且能夠滿足E-NCAP 、C-NCAP 等法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2 輕量級行泊一體方案

1）市場定位：主要用于實現(xiàn)L1~L2級別的駕駛輔助功能，即基本的行車ADAS功能+泊車AVM或APA等功能。功能應(yīng)用場景相對簡單，系統(tǒng)對功能安全要求也相對較低。

可支持的傳感器方案為5R5V和5R6V，主要應(yīng)用在15~25萬價格區(qū)間的中低端車型。此類行泊一體解決方案對成本的敏感度較高，比較注重性價比。

2）芯片方案：單SoC芯片方案和多SoC芯片方案

目前市場上常見芯片方案主要有：

單SoC芯片方案：單J3、單TDA4VM/單TDA4VH 、 單A1000L/A1000等。接下來，還會有安霸CV72AQ、芯馳V9P等芯片加入到單SoC芯片輕量級行泊一體方案的競爭中去；

多SoC芯片方案：雙TDA4VM、雙J3、3*J3、J2/J3+TDA4VM等；

3）合作訴求：主機廠希望自己只做需求定義，剩下工作全部交給一個可靠的Tier1去完成。這樣有利于新產(chǎn)品和新功能的快速交付，增強車型在市場上的競爭力。

主機廠比較看重Tier1的技術(shù)成熟度和穩(wěn)定性、成本管控能力和落地效率，因此，Tier1的競爭力在于是否能夠在相對較短的周期內(nèi)幫助主機廠開發(fā)出一款高性價比的產(chǎn)品。

某Tier1智駕負(fù)責(zé)人曾對外談到，“我們需要在客戶的目標(biāo)成本承受能力上來做到其想要的功能，這是核心邏輯。所以，這個市場比拼的是誰能在有限的成本內(nèi)做到行業(yè)最好的體驗，而不是不計成本的去做一些東西?！?/p>

1.3 高階行泊一體方案

1）市場定位：用于實現(xiàn)L2+及以上級別的高階智能駕駛功能，比如行車中的高速/城區(qū)NOA及泊車中的HVP或AVP等功能。功能應(yīng)用場景比較復(fù)雜，系統(tǒng)對功能安全要求也比較高。

可支持的傳感器方案為 5R/10V+/1~3L，主要搭載于25萬以上的中高端車型，成本方面承受度相對較好。它的定位是作為高端和科技感的產(chǎn)品，是主機廠的技術(shù)高點和品牌宣傳亮點。

2）芯片方案：單SoC芯片方案和多SoC芯片方案

目前市場上已經(jīng)量產(chǎn)或者規(guī)劃中的芯片方案主要有：

單SoC芯片方案：單J5、單Orin/單OrinX 、單A1000pro 、單CV3-AD等；

多SoC芯片方案：雙J5、雙Orin/單OrinX 、2*SA8540P+SA9000P等；

3）合作訴求：主機廠都希望能夠全棧自研。實力比較強的主機廠會直接選擇和芯片廠商合作，由芯片廠商提供芯片及相關(guān)工具鏈，硬件集成工作外包，自己做整個系統(tǒng)方案設(shè)計、中間件以及上層應(yīng)用算法開發(fā)。

雖然，實力弱一些的主機廠沒有能力去搞全棧自研，但也希望能夠盡可能深入地參與進(jìn)來。對于不擅長或搞不定的部分，他們會找產(chǎn)業(yè)鏈上的合作伙伴尋求幫助，比如，自己負(fù)責(zé)部分上層應(yīng)用算法開發(fā)，其余部分交給供應(yīng)商去完成。在供應(yīng)商選擇上，他們傾向于找在合作領(lǐng)域?qū)嵙Ρ容^強，并且合作心態(tài)也比較開放的供應(yīng)商，能夠在合作中幫助他們一起成長。

不同的細(xì)分市場，不同的芯片需求

2.1 ADAS前視一體機 - 一個不可忽視的市場

隨著輕量級行泊一體方案的逐漸規(guī)模化落地，ADAS前視一體機還有市場空間么？

多數(shù)業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為：中短期內(nèi)，前視一體機的市場空間還很大?，F(xiàn)階段，行泊一體方案的滲透率還很低，但基礎(chǔ)泊車功能的滲透率已經(jīng)相對很高了。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年360全景環(huán)視功能在國內(nèi)乘用車市場的裝配率已經(jīng)達(dá)到30.87%，而行泊一體域控制器的裝配率還未達(dá)到10%。從車型價位區(qū)間的分布來看，10-15萬價格區(qū)間的車型是全景環(huán)視或APA功能交付占比最高的市場區(qū)間。

對于這樣價位區(qū)間的車型，如果在改款換代車型上再加一個前視一體機，便可快速增加行車智駕功能體驗。不少主機廠已經(jīng)把加裝前視ADAS功能作為中低端車型提升銷量的一個重要宣傳賣點。

那么，前視一體機對內(nèi)部集成的主控芯片有哪些要求呢？

前視一體機即攝像頭模組、控制單元ECU和算法被整合在一起。控制單元ECU主板上一般配置2 顆主控芯片，分別被稱之為“安全核”和“性能核”——“安全核”一般選用控制類的MCU芯片，負(fù)責(zé)車輛控制任務(wù)，對安全性要求高，需要達(dá)到ASIL-D等級，但對計算性能要求不高；“性能核” 一般選用計算類的AI芯片，需要承擔(dān)大量計算任務(wù)，但對功能安全要求相對不高。

前視一體機系統(tǒng)框圖（圖片來源：英恒官網(wǎng)）

其中，控制類MCU芯片，無論是技術(shù)還是市場應(yīng)用都已經(jīng)很成熟，便不做過多講述。這里重點聊一下，企業(yè)在做前視一體機的AI芯片（性能核）方案選擇時，會重點考慮的因素：

1）低成本

通常情況下，ADAS前視一體機的硬件和軟件深度耦合。對于主機廠而言，他們不太在乎供應(yīng)商到底用什么樣的芯片，主要看產(chǎn)品整體的性能和成本。而前視一體機的市場定位決定了其內(nèi)部使用的AI芯片對成本比較敏感。

安霸軟件研發(fā)高級總監(jiān)孫魯毅介紹說：“安霸現(xiàn)有的CV22系列芯片適用于前視一體機，主打10~15萬價格區(qū)間的主銷車型市場?；贑V22系列芯片打造的前視一體機，已經(jīng)在一汽紅旗、廣汽埃安、合眾等多個品牌車型上實現(xiàn)前裝量產(chǎn)應(yīng)用。同時，我們最近也推出了CV72AQ，擁有更高的AI算力和更強的CPU性能，支持更先進(jìn)算法，比如BEV, 可開發(fā)基于8MP的1V1R或者1V純視覺等方案的前視一體機市場?！?/p>

2）低功耗

ADAS前視一體機的攝像頭模組和主板ECU集成在一起，布置在內(nèi)后視鏡的背面?？紤]到車內(nèi)的美觀以及安裝位置，一體機的外形尺寸也不能太大。這些因素便決定了它對芯片的功耗要求特別高，尤其是要保證高溫環(huán)境下長時間連續(xù)工作的穩(wěn)定性。

低功耗不僅可以消除前視一體機在長時間工作過程中由熱量累積所帶來的種種安全隱患，還可以簡化散熱設(shè)計，有效降低電源成本，進(jìn)而節(jié)約整個 BOM 成本?！跋啾扔谙到y(tǒng)功耗在5~6W的SoC芯片，核心系統(tǒng)功耗在2W左右的安霸CV系列SoC芯片的散熱方案設(shè)計就要簡單很多，成本也會隨之降低。比如，前者需要在周圍安裝更多的金屬散熱片并且采用更大的外殼設(shè)計而導(dǎo)致成本增加?！卑舶詫O魯毅講到。

2.2 輕量級行泊一體 - 全時單SoC芯片或?qū)⒊蔀橹髁?/p>

總體而言，輕量級行泊一體解決方案大體可以劃分為：

全時運行多SoC芯片方案

分時復(fù)用單SoC方案

全時運行單SoC芯片方案

對于輕量級行泊一體域控，目前已經(jīng)量產(chǎn)的方案大多是全時運行多SoC芯片方案或需要分時復(fù)用的單SoC芯片方案；

對于多SoC芯片方案，每個SoC芯片需要適配獨立的DDR存儲器、PMIC電源管理模塊等配套部件，并且SoC芯片之間還需要通過網(wǎng)絡(luò)或者PCIE等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，這在一定程度上增加了功耗和系統(tǒng)復(fù)雜度。同時，后期的維護(hù)成本以及整個系統(tǒng)的BOM成本也會隨之增加。

另外，如果還不是統(tǒng)一采用同一家廠商的芯片，而是兩家甚至三家，那么Tier1的開發(fā)工作量會增加很多，需要開發(fā)人員同時去研究和開發(fā)不同家的芯片，一旦兩邊出現(xiàn)不一致的情況還需要花費較大的精力去“對齊”。后期還要考慮兩邊升級的情況以及長期的供應(yīng)鏈維護(hù)。

正因為上述的一些問題，單SoC芯片的域控方案正在逐漸替代多SoC芯片方案，成為市場主流。不過，單SoC芯片輕量級行泊一體方案也存在分時復(fù)用和全時運行的區(qū)別。

在一些輕量級行泊一體域控方案中，由于主控SoC芯片本身性能的局限性，比如CPU算力或者AI算力不足，無法同時調(diào)用和處理行車和泊車全部傳感器的數(shù)據(jù)，便會采用分時復(fù)用的方式。

但是，分時復(fù)用的方案也會存在一些問題，有一些功能無法實現(xiàn)或者體驗不好。

在一些泊車場景下，比如要實現(xiàn)HPA或AVP泊車功能，在進(jìn)入停車場尋找車位的過程中，僅依靠泊車的環(huán)視攝像頭和超聲波雷達(dá)的感知是不夠的，需要使用行車的前視攝像頭或毫米波雷達(dá)來探測遠(yuǎn)距離目標(biāo)或微小物體，進(jìn)行提前避讓或繞行，解決緊急避障的問題。

同樣，行車下的某些場景也需要利用泊車的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助支持。比如，相鄰車道車輛Cut in場景，在沒有側(cè)視攝像頭的情況下，需要利用環(huán)視攝像頭探測近距離切入車輛，來提高對后車切入預(yù)判的準(zhǔn)確性。

在這些場景下，需要行車和泊車的傳感器同時工作。全時行泊一體方案會有更好的功能體驗。

據(jù)孫魯毅透露，如果用單SoC芯片去做全時運行的行泊一體方案，并且支持5R5V或5R6V的傳感器配置，CPU的算力大概需要20KDMIPS左右，如果有硬件加速，CPU算力需求可相應(yīng)降低，AI有效算力大約需要十幾個TOPS。

對于全時運行的行泊一體方案，用單SoC芯片替代多SoC芯片，所需要的不僅是更大的CPU算力和AI算力。在SoC芯片的架構(gòu)和設(shè)計方面，還需要：

預(yù)留足夠多的傳感器接口，支持足夠多的傳感器接入；

配置足夠容量的各類存儲器和足夠大的內(nèi)存帶寬，保證數(shù)據(jù)的傳輸和計算效率。

CV72AQ內(nèi)置2顆ARM Cortex-A76 CPU內(nèi)核，CPU算力為20KDMIPS，AI等效算力達(dá)24TOPS，可很好地支持單SoC芯片5V5R/6V5R全時運行的行泊一體方案。

CV72AQ芯片框架圖

CV72AQ集成第三代CVflow AI加速引擎，高效支持多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運行；可以支持最高8MP90（720MP/s）的圖像處理和同步視頻編碼；同時，集成了新一代ISP，在極低光照下亦能提供出色的高清圖像。

“ 安霸新一代ISP支持多路攝像頭的控制和曝光同步，也可以對多路圖像輸入進(jìn)行獨立ISP處理。我們在不同領(lǐng)域市場應(yīng)用中積累下來大量圖像處理經(jīng)驗，如HDR算法，自動曝光控制等，如今在汽車市場應(yīng)用中確立了比較明顯的優(yōu)勢。

“ 另外，我們國內(nèi)的研發(fā)團隊可以幫助客戶做深度圖像優(yōu)化，比如，由于攝像頭類型不同，ISP需要分別針對泊車魚眼攝像頭和行車前視攝像頭根據(jù)現(xiàn)場測試進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，來達(dá)到最佳性能。另外，如果從鏡頭進(jìn)來的帶有畸變的圖像直接喂給客戶的AI算法后，可能對算法準(zhǔn)確度會產(chǎn)生影響，因此，安霸CV芯片還可以通過ISP對圖像進(jìn)行畸變矯正?！卑舶灾袊鴧^(qū)總經(jīng)理馮羽濤介紹說。

2.3 高階行泊一體 - 多SoC 芯片方案還會繼續(xù)存在么？

從今年開始，對于高階行泊一體市場，單SoC芯片方案的市場呼聲也越來越大。在以前，高階行泊一體方案對于成本的敏感度其實并不高。但是，隨著車市“價格戰(zhàn)”持續(xù)壓力的影響下，即使是對于一些中高端車型，主機廠也不得不考慮降本。

對于大算力高階行泊一體域控制器，為什么早期最先出現(xiàn)的是多SoC芯片方案？經(jīng)調(diào)研分析，大致可能的原因如下：

1）早期，滿足性能需求且各方面性能比較均衡的SoC芯片比較少。

2）對高階智能駕駛方案理解還不透徹，到底需要多少算力，需要多少攝像頭，要不要上激光雷達(dá)，大家也不太清楚。那時尚處于“摸著石頭過河”的探索階段。

因此，出現(xiàn)了所謂的“算力預(yù)埋”。甚至，在那段時間，國內(nèi)市場上還掀起了算力的“軍備競賽”，把“算力高”作為宣傳噱頭。

據(jù)有關(guān)業(yè)內(nèi)人士透露，即使現(xiàn)在，這些搭載雙Orin-X 芯片的車型，其實算力也沒有被充分使用完，可能也就用到了1.2~1.5個，余下的性能和算力用于后續(xù)算法的迭代。

如果這些車型改用單Orin-X芯片方案來實現(xiàn)，意味需要做算法裁剪，需要一定的開發(fā)工作量。但迫于“降本”的壓力，對于大改款或者新開發(fā)的車型平臺，主機廠還是會傾向于去重新開發(fā)單SoC芯片方案。

不少業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，若要支持單SoC芯片高階行泊一體方案，該芯片的CPU算力至少需要150KDMIPS，AI算力至少需要100TOPS。因為此方案需要支持接入更多路、更高分辨率的攝像頭，甚至還需增加4D毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等感知傳感器，并且運行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型也要更大、更復(fù)雜，CPU算力和AI算力的需求相比于輕量級行泊一體方案都會呈現(xiàn)7~10倍的增長。

安霸在2022年發(fā)布了CV3-AD-High 旗艦版芯片，內(nèi)置16顆ARM Cortex-A78AE CPU內(nèi)核，CPU算力為270KDMIPS，內(nèi)置6顆神經(jīng)矢量處理引擎 NVP 單元，以運行Transformer網(wǎng)絡(luò)為例, 其AI等效算力達(dá)到業(yè)界已量產(chǎn)GPU旗艦域控芯片6倍的水平，能夠很好地支持大算力單SoC高階行泊一體方案。

“單顆CV3-AD芯片支持接入多達(dá)20顆攝像頭，并兼容毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波雷達(dá)等多種類型傳感器。此外，CV3-AD芯片支持的單SoC芯片的高階行泊一體方案，可實現(xiàn)包括物體檢測、物體分類、畫面分割等深度融合的計算，以及規(guī)劃和控制等諸多功能?！瘪T羽濤表示。

單SoC芯片方案的選擇和實施取決于主機廠的需求、芯片的選型以及系統(tǒng)架構(gòu)方案的選擇等多方面的因素。并且，單SoC芯片方案也不一定是最優(yōu)解。

某Tier1智駕負(fù)責(zé)人曾對外講道：“總體來說，單SoC芯片行泊一體方案有利于優(yōu)化硬件成本和開發(fā)成本。但域控制器硬件性能并不是越強越好，還是需要匹配具體功能、性能以及應(yīng)用場景。多SoC芯片方案雖然存在片間數(shù)據(jù)傳輸帶寬、通信延遲等問題，但也可以通過相應(yīng)的技術(shù)手段來優(yōu)化和解決?！?/p>

對于高階智能駕駛的解決方案，為了降本，國內(nèi)主機廠多數(shù)都會去考慮采用單SoC芯片方案，但是，也會有主機廠尤其是國外傳統(tǒng)主機廠可能選擇采用1大1小（或者1主1副）的雙SoC芯片方案。

采用這樣的方案有兩個作用：當(dāng)主SoC芯片算力不夠用的時候，副SoC芯片可以用于補足性能。另外一種作用是用于功能冗余備份 —— 當(dāng)主SoC芯片工作失效的時候，副SoC芯片可以用于自動執(zhí)行最小風(fēng)險策略MRM，實現(xiàn)安全停車等操作。

”最理想的芯片選型方案是主副芯片都用同一家，比如主SoC芯片用安霸高規(guī)格的CV3-AD，副SoC芯片用低規(guī)格的CV3-AD，CV3-AD系列芯片硬件和軟件架構(gòu)相互兼容，在其中一款CV3-AD芯片里面做的開發(fā)工作，如底層的驅(qū)動、中間件以及上層的應(yīng)用算法，能夠更便捷、更高效地移植復(fù)用到另一款CV3-AD芯片上，從而減少開發(fā)人員工作量，縮短開發(fā)周期?！睂O魯毅介紹說。

芯片廠商如何更好地去滿足不同細(xì)分領(lǐng)域的市場需求

進(jìn)入ADAS前視一體機、行泊一體市場進(jìn)行“廝殺”，芯片廠商之間比拼的是什么？反過來講，主機廠對芯片的需求到底是什么？對于不同細(xì)分領(lǐng)域的市場，主機廠的需求也會有所不同，那么，芯片廠商就需要按“需”而“供”。

總體來看，智駕產(chǎn)品市場已經(jīng)呈現(xiàn)出了多元化的需求，不同價格區(qū)間的車型需要不同的智駕解決方案，不同的智駕解決方案對芯片的性能、成本等要求也有所不同。

因此，芯片廠商是否具有適合不同細(xì)分市場需求的產(chǎn)品線規(guī)劃，以及芯片的可落地性如何，都將直接影響其芯片是否夠打入市場，并快速實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)落地。

3.1 前期做好充分的市場需求調(diào)查，做好Roadmap規(guī)劃

現(xiàn)階段，芯片廠商在整個自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中的地位發(fā)生了顯著變化—— 他們從“幕后”走向“臺前，開始直接和最下游的客戶——主機廠進(jìn)行“對話”。因此，它的“掌控權(quán)”在變大，既可以幫助Tier1拿項目，也可以直接和主機廠展開深入合作。

孫魯毅說：“我們逐漸體會到，需要跟主機廠進(jìn)行更好、更深入的溝通交流。只有這樣，芯片廠商才能更好地理解主機廠需要什么樣智能駕駛方案 —— 是需要單純的ADAS前視一體機，還是輕量級的行泊一體，亦或者是高階的行泊一體，打算配置什么樣的傳感器（多少顆攝像頭、多少顆毫米波雷達(dá)，多少顆激光雷達(dá)），是否用高精地圖；有什么樣的成本控制目標(biāo)；SOP的時間如何安排等等。只有充分了解主機廠的需求，找到雙方的‘切入點’，才能更快、更順利地展開合作?！?/p>

對于前視一體機和輕量級行泊一體域控，主機廠通常不會考慮自研，大多會選擇外包給Tier1，因此，芯片廠商需要通過與Tier1以及算法公司密切合作來間接地幫助主機廠實現(xiàn)行量產(chǎn)項目的快速落地。

對于大算力行泊一體域控，主機廠比較重視，一般會選擇自研，因為它是體現(xiàn)主機廠差異化和品牌力的重要部分。芯片廠商作為參與方需要直接與主機廠展開密切合作 —— 為其提供芯片及相關(guān)配套工具鏈。

因此，芯片廠商只有充分做好前期市場調(diào)查，了解市場的需求，做好芯片產(chǎn)品的Roadmap規(guī)劃，才能更好地應(yīng)對主機廠在不同細(xì)分市場的產(chǎn)品需求。

某Tier1智駕域控系統(tǒng)負(fù)責(zé)人表示，他們前期在進(jìn)行智駕域控產(chǎn)品設(shè)計，做芯片選型的時候，除了考慮芯片本身的參數(shù)指標(biāo)和性能之外，還要看該芯片廠商是否有連續(xù)的Roadmap，也就是說，是否有靈活的家族化芯片系列，能否PIN to PIN地在硬件平臺上升級，這關(guān)系到后續(xù)域控產(chǎn)品是否能順利地進(jìn)行迭代升級。

當(dāng)筆者問到安霸在制定芯片Roadmap時，參考依據(jù)是什么的時候，孫魯毅回答道：“首先，要考慮市場需求，針對市場需求制定我們的計劃，然后按照計劃再把它細(xì)化成可行性的技術(shù)目標(biāo)，比如，CPU要達(dá)到多少DMIPS，AI算力要達(dá)到多少TOPS；周圍要放多少個百兆或千兆的以太網(wǎng)接口，高清攝像頭接口需要多少個等等。

“其次，在芯片設(shè)計上加入前瞻性的考量。比如，我們盡可能在成本提高不明顯的時候，保持芯片功能和硬件設(shè)計的靈活性，后續(xù)可以通過AI工具鏈的升級，去支持一些新的網(wǎng)絡(luò)模型。”

因為自動駕駛算法迭代比較快，一款芯片在設(shè)計的時候，如果沒有深入考慮到對未來可能會用到的一些算法的支持。那么，便會可能出現(xiàn)客戶用了這款芯片以后，過了兩年后，假如新的算法不支持，會給現(xiàn)有產(chǎn)品性能的迭代升級帶來困難。因此，如何做好對未來主流算法的預(yù)判和識別，進(jìn)而讓算法和軟件更好地指導(dǎo)芯片的硬件架構(gòu)設(shè)計，是芯片廠商必須要做好的基礎(chǔ)功課。

“安霸的芯片架構(gòu)屬于高度可編程的ASIC架構(gòu)，具備ASIC芯片的一些高效率、低功耗的特點，但是其視覺DSP具備一定可編程性，并且，AI引擎非常靈活。通俗一點理解，大家可以認(rèn)為芯片里邊有很多像樂高一樣的‘積木’單元，通過軟件配置，便可以把這些‘積木’單元組合成一些新的計算單元，進(jìn)而更好地去支持新的算法?！睂O魯毅補充說道。

當(dāng)前，安霸的AI芯片的產(chǎn)品線非常豐富，基本可從低到高覆蓋智能駕駛領(lǐng)域的各種應(yīng)用。比如，針對前視一體機市場，既有主打低端市場的CV22AQ，又有主打中高端市場的CV72AQ；對于行泊一體市場，有主打輕量級行泊一體市場的CV72AQ和高階行泊一體市場的CV3-AD系列產(chǎn)品。

安霸中國區(qū)總經(jīng)理馮羽濤表示：“上海車展重點推出的CV72AQ代表了我們對輕量級行泊一體域控這個市場需求的理解?，F(xiàn)在市面的主流方案基本上是分時處理?；贑V72AQ的單SoC芯片方案可以做到真正的全時行泊一體，它既能提供充足的性能，整體成本又可以控制在非常合理的范圍。”

CV72AQ支持單SoC芯片全時行泊一體方案

單SoC芯片（CV72AQ）全時行泊一體方案，傳感器配置參考方案：

5V5R —— 1*前視8MP（30幀率）+ 4*環(huán)視3MP（30幀率）+ 5 * 毫米波雷達(dá)

6V5R —— 1*前視8MP（30幀率）+ 4*環(huán)視3MP（30幀率）+ 1* 后視2MP（30幀率）+ 5 * 毫米波雷達(dá)

另外，CV3-AD芯片為系列產(chǎn)品，2022年安霸發(fā)布了CV3-AD-High旗艦版本，今年又發(fā)布CV3-AD685，隨后還會陸續(xù)發(fā)布AD665和AD655等相關(guān)系列產(chǎn)品，覆蓋不同性能和成本區(qū)間，更好地滿足客戶的多樣化需求。

CV3-AD685芯片框架圖

“CV3-AD產(chǎn)品已經(jīng)很成熟，并且有不少生態(tài)合作伙伴在應(yīng)用，比如大陸集團、博世都在CV3-AD上做了很多的評估和開發(fā)工作。國內(nèi)我們官宣的合作伙伴主要是宏景智駕。他們在本屆車展上有基于CV3-AD計算平臺的展示。同時我們還跟很多Tier1和主機廠都在持續(xù)溝通和項目評估過程中?！瘪T羽濤介紹說。

3.2 具備更好的可落地性

”從產(chǎn)品的角度來講，我們開發(fā)域控進(jìn)行芯片選擇時，首要關(guān)心的是芯片的可落地性，這是我們的最高優(yōu)先級。”某Tier1域控研發(fā)總監(jiān)曾對外坦白講到。

那么，芯片可落地性應(yīng)該從哪幾個方面去判斷呢？通常情況下，芯片的可落地性可以從芯片的質(zhì)量控制和供應(yīng)穩(wěn)定性、工具鏈的易用性以及芯片廠商的本土化服務(wù)能力三個層面去考察。

1）芯片的質(zhì)量控制和供應(yīng)穩(wěn)定性

通常來講，看一家芯片的可落地程度，首先要看其是否具有高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制能力和穩(wěn)定的供應(yīng)鏈體系，這個是最基礎(chǔ)，也是最重要的考量指標(biāo)。

孫魯毅談到：“安霸具有高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制和供應(yīng)穩(wěn)定性。比如，我們具備ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證和汽車質(zhì)量管理體系IATF16949認(rèn)證。

“另外，安霸也具備豐富的芯片功能安全設(shè)計與量產(chǎn)經(jīng)驗，比如CV2FS芯片已經(jīng)獲得全芯片設(shè)計ASIL-C等級 ，功能安全島ASIL-D等級，由EXIDA官方認(rèn)證，軟件也符合ISO26262要求。

“CV3-AD芯片也帶有ASIL-D功能安全島，整顆芯片可達(dá)到ASIL-B等級。另外，對于有功能安全需求的項目，安霸能夠提供完整功能安全文檔和設(shè)計?！?/p>

2）工具鏈的成熟度及易用性

目前業(yè)內(nèi)也形成了比較一致的看法：只有足夠開放的芯片平臺以及經(jīng)過規(guī)模量產(chǎn)打磨、成熟完善的配套工具鏈，才可以真正意義上幫助Tier1及主機廠縮短開發(fā)周期，進(jìn)而降低開發(fā)與量產(chǎn)成本。

安霸總裁兼首席執(zhí)行官王奉民對這一觀點也表示贊同，并介紹說“安霸的AI芯片早期最先是應(yīng)用在安防市場。在安防市場上，使用安霸芯片做的產(chǎn)品大概超過200項，芯片上面跑的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型大概有300-400種。

“這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練完以后，客戶會通過我們的CVflow工具鏈把這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化后再部署到芯片平臺上去跑，如果發(fā)現(xiàn)精確度還達(dá)不到，再重新去優(yōu)化，直到精確度達(dá)到要求為止。同時，我們的工具鏈也會在整個應(yīng)用閉環(huán)過程中不斷地進(jìn)行迭代優(yōu)化。通過長時間的量產(chǎn)經(jīng)驗積累，我們已經(jīng)可以為客戶提供非常完整，并且成熟可靠的一套軟件工具鏈。”

業(yè)界甚至有一種說法：“三分憑努力，七分靠工具”。也許有一些夸張的成分，但也在一定程度上說明了芯片工具鏈的重要性。一個完整、易用、且成熟穩(wěn)定的工具鏈可以讓開發(fā)人員在進(jìn)行算法移植時事半功倍。

“安霸 SDK 自帶的移植工具成熟完善。仿真，調(diào)試，分析諸多工具一應(yīng)俱全，面面俱到。整個算法移植過程可以做到全自動化完成，實現(xiàn)從用戶算法模型導(dǎo)入，到稀疏化調(diào)優(yōu)、量化、編譯轉(zhuǎn)換，最后到上板執(zhí)行的整個過程。

同時，它支持 Caffe、Tensorflow、Pytorch、飛槳等業(yè)界流行的訓(xùn)練框架，完美兼容各種開源網(wǎng)絡(luò)和客戶自有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。”安霸深圳分公司總經(jīng)理劉清濤曾在一次論壇上對外談到。

關(guān)于芯片工具鏈的應(yīng)用，有一個令筆者感興趣的點 —— 非結(jié)構(gòu)稀疏。筆者了解到市面上不少芯片其實并不支持非結(jié)構(gòu)稀疏或者經(jīng)過非結(jié)構(gòu)化稀疏后效果并不理想。

那么，到底是什么是非結(jié)構(gòu)稀疏，安霸的芯片和工具鏈?zhǔn)欠裰С址墙Y(jié)構(gòu)化稀疏呢？

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的非結(jié)構(gòu)化稀疏和再訓(xùn)練

安霸軟件研發(fā)高級總監(jiān)孫魯毅以上圖作為參考跟筆者進(jìn)行了耐心的講解。

通過上圖可以看到：首先，通過稀疏化工具對原始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行稀疏化處理，處理之后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點數(shù)并沒有減少，但是節(jié)點與節(jié)點之間的連接線減少了。兩個節(jié)點之間有連接線代表兩個節(jié)點之間要進(jìn)行信息傳輸。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在數(shù)學(xué)上的表示就是矩陣陣列。對于很多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的矩陣陣列，中間會有很多0。稀疏化就是要想辦法把這些0的部分清掉，即所謂的矩陣清零。

在運行AI運算的時候，一般采用8 bit或者16bit定量化。例如，采用8 bit定量化以后，原先的數(shù)值最后都要被轉(zhuǎn)換成為0~255范圍之間的值。

因為數(shù)值的分布不一定是均勻的，有可能原有網(wǎng)絡(luò)中會存在大量偏小的數(shù)據(jù)，在進(jìn)行8bit量化后，會出現(xiàn)一大半都是0的情況。這樣的矩陣在數(shù)學(xué)上叫做稀疏矩陣。零進(jìn)行乘加最終結(jié)果還是0，因此0參與計算是沒有效果的。稀疏化的意義就是對矩陣中為0的元素優(yōu)化，最大化地減少無意義的數(shù)據(jù)搬運和計算。

孫魯毅講到：“網(wǎng)絡(luò)模型在放進(jìn)CVFlow進(jìn)行計算的時候，CVFlow會自動跳過哪些0的計算，這樣便會減少一些不必要的數(shù)據(jù)搬運。CVFlow支持非結(jié)構(gòu)化稀疏，即不管矩陣中的0是分散的，還是連續(xù)的，都可以進(jìn)行稀疏化操作。這種稀疏化對為0的位置不做要求，所以叫做‘非結(jié)構(gòu)化稀疏’，安霸CV芯片支持非結(jié)構(gòu)化稀疏網(wǎng)絡(luò)的高效運行，經(jīng)過稀疏化的網(wǎng)絡(luò)可以獲得幾倍于原有網(wǎng)絡(luò)的推理速度，這一優(yōu)勢已在大量項目成功應(yīng)用。

非結(jié)構(gòu)化稀疏和客戶的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練也可以有機地結(jié)合起來?！跋啾扔谠瓉淼木仃嚕?jīng)過稀疏化后的矩陣在精準(zhǔn)度上肯定會存在一些誤差。但在合適的稀疏化比例下，這種損失非常小。

“ 參看上圖，在第四步，把稀疏后的網(wǎng)絡(luò)放到原來的訓(xùn)練集進(jìn)行再次訓(xùn)練，以提高網(wǎng)絡(luò)的精度。我們發(fā)現(xiàn)大部分網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過重訓(xùn)練后，可以非常接近原先的精度。

“ 從2018年到現(xiàn)在，我們已經(jīng)做了5年的非結(jié)構(gòu)化稀疏的量產(chǎn)工作，中間服務(wù)過很多國內(nèi)和國外的大客戶，大量的項目量產(chǎn)幫助安霸積累了豐富的稀疏化應(yīng)用經(jīng)驗。”

3）本地化的服務(wù)能力

對于芯片廠商而言，幫助客戶實現(xiàn)智駕產(chǎn)品的快速落地，除了要為客戶提供好用的工具鏈之外，還要有能力為客戶提供良好的本地化服務(wù)。

安霸在中國有200多位員工，大部分從事核心技術(shù)開發(fā)和對應(yīng)的技術(shù)支持工作，并且，核心成員擁有超過10年的芯片硬件、軟件開發(fā)以及客戶支持經(jīng)驗。

在業(yè)務(wù)上，上海團隊重點是底軟和SDK開發(fā)、硬件參考設(shè)計、圖像算法開發(fā)及調(diào)試、AI工具鏈開發(fā)維護(hù)，中間件開發(fā)等。

“我們專注于國內(nèi)汽車市場，客戶在開發(fā)過程中即使遇到非常底層的問題，無論是從硬件設(shè)計還是軟件開發(fā)、圖像優(yōu)化、算法移植等方面，安霸都有專職團隊在本地就可以快速解決。”安霸深圳分公司總經(jīng)理劉清濤曾對外表示。

結(jié)語

不管是輕量級行泊一體方案，還是大算力高階行泊一體方案，在硬件層面，會朝著通用化、平臺化的趨勢發(fā)展，并最終形成相對穩(wěn)定的硬件架構(gòu)方案和標(biāo)準(zhǔn)化的電路設(shè)計。

在軟件層面，會形成通用化的軟件架構(gòu)，具備較好的開放性和穩(wěn)定性，而且能夠滿足較高的安全性需求，兼容不同級別自動駕駛、不同芯片平臺，適應(yīng)主機廠不同細(xì)分市場車型的差異化需求。

但是，在域控制器內(nèi)部芯片方案的選擇上，短期內(nèi)不太可能統(tǒng)一。畢竟主機廠之間也要進(jìn)行差異化的競爭，他們也希望市場上存在多樣化的芯片方案可供選擇，而不是被一兩家芯片廠商所壟斷，進(jìn)而失去作為“甲方”所應(yīng)有的選擇權(quán)和話語權(quán)。

盡管現(xiàn)在整個智能駕駛市場上競爭很激烈，但隨著市場的逐漸成熟，大家會也將慢慢回歸理性。無論是產(chǎn)品還是技術(shù)，最終都還是要回歸到產(chǎn)品價值和用戶價值中去。

審核編輯 ：李倩