定位于自動(dòng)駕駛的域控制器系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生！

這次合作備受關(guān)注，一方面是因?yàn)樯掀谋尘?，另一方面是因?yàn)門(mén)TTech是奧迪量產(chǎn)車(chē)中zFAS域控制器的核心操盤(pán)手。域控制器作為汽車(chē)電子結(jié)構(gòu)下一代的趨勢(shì)，可以用更少的器件完成更多的功能，同時(shí)價(jià)格更低，在汽車(chē)電子化特性加強(qiáng)的情況下，也能方便管理各個(gè)子系統(tǒng)，被OEM和Tier1普遍接受。

2018年3月13日，上汽集團(tuán)與奧地利TTTech Computertechnik AG（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TTTech）簽署合資經(jīng)營(yíng)合同。上汽集團(tuán)和TTTech將以50.1：49.9股比成立合資公司，攜手加快推進(jìn)智能駕駛中央決策控制器（iECU）集成開(kāi)發(fā)。

而隨著自動(dòng)駕駛的來(lái)臨，其所涉及的感知、控制、決策系統(tǒng)復(fù)雜性更高，與車(chē)身其它系統(tǒng)的信息交互、控制也越來(lái)越多，各方都希望其能變成一個(gè)模塊化的、可移植性的、便于管理的汽車(chē)子系統(tǒng)。此時(shí)，專(zhuān)門(mén)定位于自動(dòng)駕駛的域控制器系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生了。

自動(dòng)駕駛域控制器需要哪些能力

自動(dòng)駕駛的域控制器，要具備多傳感器融合、定位、路徑規(guī)劃、決策控制、無(wú)線通訊、高速通訊的能力。通常需要外接多個(gè)攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)，以及IMU等設(shè)備，完成的功能包含圖像識(shí)別、數(shù)據(jù)處理等。

由于要完成大量運(yùn)算，域控制器一般都要匹配一個(gè)核心運(yùn)算力強(qiáng)的處理器，能夠提供自動(dòng)駕駛不同級(jí)別算力的支持，業(yè)內(nèi)有NVIDIA、英飛凌、瑞薩、TI、NXP、Mobileye等多個(gè)方案。

不同的公司，會(huì)因?yàn)椴煌目蛻粢约靶枨螅x擇不同的方案。但中間也會(huì)有一些共性。比如在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，算力需求最高的當(dāng)屬圖像識(shí)別部分，其次是多傳感器的數(shù)據(jù)處理，以及融合決策。

以典型的zFAS為例, 這款基于德?tīng)柛Ｌ峁┑挠蚩刂破髟O(shè)計(jì)的產(chǎn)品，內(nèi)部集成了英偉達(dá) Tegra K1 處理器、 Mobileye 的 EyeQ3 芯片以及 Altera 的 Cyclone 5 FPGA 芯片，各個(gè)部分分處理不同的模塊。Tegra K1用于做4路環(huán)視圖像處理，Cyclone 5 FPGA負(fù)責(zé)障礙物、地圖的融合及各種傳感器的預(yù)處理工作，EyeQ3負(fù)責(zé)前向識(shí)別處理。

域控制具有實(shí)現(xiàn)模塊化的優(yōu)勢(shì)，將功能劃分為單獨(dú)的域優(yōu)勢(shì)眾多。這有助于強(qiáng)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)的功能安全性和網(wǎng)絡(luò)安全需求，簡(jiǎn)化自動(dòng)化算法的開(kāi)發(fā)和部署，方便在各個(gè)子系統(tǒng)中擴(kuò)展功能。因此，在自動(dòng)駕駛背景下，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的Tier1，以及供應(yīng)商都開(kāi)始涉足這個(gè)領(lǐng)域。

2017年8月底在麥格納德國(guó)首次公布了最新研發(fā)的MAX4自動(dòng)駕駛平臺(tái)。整個(gè)解決方案融合了攝像頭、高清雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波雷達(dá)等在內(nèi)的傳感器系統(tǒng)，以及域控制器處理系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)。

作為一個(gè)高度集成的自動(dòng)駕駛傳感器和計(jì)算平臺(tái)，MAX4具有定制化和高擴(kuò)展性的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛，同時(shí)適用于城市道路和高速公路路況。

采埃孚的ProAI控制器會(huì)對(duì)圖像及雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，該控制器是具有8核CPU架構(gòu)的Xavier芯片，擁有70億個(gè)晶體管以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理能力。該處理芯片每秒可管理高達(dá)30萬(wàn)億次操作(TOPS)，且功耗僅為30瓦。

憑借其開(kāi)放的架構(gòu)，采埃孚ProAI具有擴(kuò)展性——硬件部件、互聯(lián)化的傳感器、評(píng)估軟件和功能模塊可以根據(jù)所需的用途和自動(dòng)駕駛等級(jí)進(jìn)行調(diào)整

大陸也推出了類(lèi)似的域控制器——輔助及自動(dòng)駕駛控制單元-ADCU。ADCU提供了一個(gè)多用途的處理計(jì)算平臺(tái)，非常適合實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛HAD中的各種應(yīng)用 。通過(guò)集成精選的硬件和軟件，ADCU可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車(chē)輛運(yùn)動(dòng)軌跡并規(guī)劃路徑。

而且，ADCU還可以執(zhí)行基于車(chē)載環(huán)境傳感器和其它信號(hào)輸入的環(huán)境模型EM。該環(huán)境模型涵蓋了從路徑規(guī)劃算法到?jīng)Q定最佳路徑（從安全，便利，環(huán)保的角度）最后到協(xié)調(diào)多執(zhí)行器（如，剎車(chē)，懸架控制等）協(xié)同工作等一系列方面。

其接口涵蓋底盤(pán)，動(dòng)力總成，駕駛輔助、多種通訊方式（FlexRay， LIN，等），并且是AUTOSAR架構(gòu)。是一個(gè)模塊化分級(jí)式處理平臺(tái)，支持中央域模式的車(chē)輛拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。主機(jī)廠可以針對(duì)環(huán)境識(shí)別或駕駛功能進(jìn)行模塊化選擇和部署，擴(kuò)展軟件還可以根據(jù)每臺(tái)車(chē)不同的基礎(chǔ)設(shè)施和計(jì)算功能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)配。

此前，另一家知名Tier1偉世通也推出了自己的自動(dòng)駕駛域控制器——DriveCore?是一款專(zhuān)門(mén)針對(duì)自動(dòng)駕駛研發(fā)的、安全可靠的域控制器。

該平臺(tái)的亮點(diǎn)在于靈活、模塊化、可定制。DriveCore?可以整合一系列來(lái)自不同廠家的軟、硬件平臺(tái)，如攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器的數(shù)據(jù)等，全數(shù)字儀表、先進(jìn)車(chē)載顯示屏技術(shù)、駕駛員監(jiān)測(cè)、抬頭顯示，以及偉世通先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)工具，以滿足OEM不同的自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)需求，特別是L3及L3+自動(dòng)駕駛技術(shù)的開(kāi)發(fā)。

DriveCore?與偉世通此前推出的座艙域控制器SmartCore?類(lèi)似。DriveCore?能夠支持來(lái)自不同廠商的軟、硬件技術(shù)，并允許汽車(chē)制造商自由選擇不同的硬件與軟件、算法等，如同“玩樂(lè)高”一樣，快速開(kāi)發(fā)出自動(dòng)駕駛解決方案及產(chǎn)品，加快新技術(shù)或產(chǎn)品上市速度。

環(huán)宇智行CEO李明告訴《高工智能汽車(chē)》，域控制器不光解決計(jì)算的事，還需要管理整個(gè)自動(dòng)駕駛的系統(tǒng)，因此接口非常多，同時(shí)要有很強(qiáng)的交換能力，并且需要保證車(chē)輛的運(yùn)行安全，是整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的核心。需要協(xié)調(diào)好感知，規(guī)劃，決策，控制整個(gè)的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)功能安全的難度很大。

主控算力的方案之爭(zhēng)

要做自動(dòng)駕駛的域控制器，必定繞不開(kāi)一座大山——提供算力支持的芯片級(jí)解決方案商。

恩智浦BlueBox是一款開(kāi)發(fā)平臺(tái)，能夠?yàn)殚_(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的工程師提供必要的性能、功能安全和汽車(chē)可靠性。運(yùn)行在其上的是Automated Drive Kit軟件平臺(tái)。作為BLBX2-xx系列的新成員，該器件集成了S32V234汽車(chē)視覺(jué)和傳感器融合處理器、S2084A嵌入式計(jì)算處理器和S32R27雷達(dá)微控制器。

其配置有高性能計(jì)算能力，帶有16 GB DDR4和256 GB SSD，ASIL-B計(jì)算, 汽車(chē)接口，帶有視覺(jué)加速功能，ASIL-D子系統(tǒng)，帶有專(zhuān)用接口，汽車(chē)I/O，有多個(gè)接口，以太網(wǎng)100M/1G/10Gbps, SFP+, 8 x 100BASE-T1, CAN-FD, FlexRay?, 8 x攝像頭。

瑞薩于2017年推出了Autonomy平臺(tái)，服務(wù)于ADAS和自動(dòng)駕駛。與其相對(duì)應(yīng)的是R-Car聯(lián)盟（R-Car聯(lián)盟目前已經(jīng)有230多家合作伙伴與瑞薩電子一起基于R-Car產(chǎn)品來(lái)開(kāi)發(fā)不同的應(yīng)用，每年聯(lián)盟會(huì)定期開(kāi)會(huì)展示合作伙伴基于R-Car產(chǎn)品做出的最新解決方案），R-Car芯片主要來(lái)做傳感器的采集分析、還有融合做判斷。

英飛凌AURIX? 微控制器家族系列旨在滿足最高的安全標(biāo)準(zhǔn)，可為安全關(guān)鍵型的自動(dòng)駕駛應(yīng)用提供強(qiáng)大的性能。AURIX? 可作為安全中心，支持戰(zhàn)略性決策并與汽車(chē)內(nèi)的執(zhí)行器系統(tǒng)進(jìn)行通信。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多個(gè)環(huán)境傳感器（如，雷達(dá)、攝像頭、超聲波和激光雷達(dá)）的傳感器數(shù)據(jù)融合，增強(qiáng)型 ADAS 的 功能，如，十字路口交通輔助和自主避障，需要來(lái)自多個(gè)傳感器和相應(yīng)傳感器融合的數(shù)據(jù)，由于系統(tǒng)可以做出關(guān)鍵的自主決策，英飛凌高性能 AURIX? 微控制器能夠保障汽車(chē)和數(shù)據(jù)安全，AURIX? 與 TLF35584 安全電源和專(zhuān)用處理器結(jié)合，可支持全新和增強(qiáng)的 ADAS 功能。

高通也發(fā)布了專(zhuān)門(mén)針對(duì)智能汽車(chē)的驍龍820A處理器，“A”字母則代表了“Automotive”的意思，14nm FinFET工藝，64位Kryo四核CPU和Adreno 530 GPU，并且支持600Mbps的高速LTE移動(dòng)上網(wǎng)速率?？梢灾С纸尤敫鄶?shù)據(jù)，比如攝像頭數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)等，可以提供隨時(shí)響應(yīng)諸如3D導(dǎo)航、人臉識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、娛樂(lè)系統(tǒng)、ADAS、環(huán)視泊車(chē)輔助等功能。

軟件上Qualcomm與松下共同合作發(fā)布了基于驍龍820A的車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)，運(yùn)行最新的Android for Car，是Google專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)打造的一個(gè)OS，Google和Qualcomm有許多深度的定制，是把驍龍820A上作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)在上面進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。

820A支持車(chē)載嵌入式軟件平臺(tái)QNX，以及蘋(píng)果和谷歌連接智能手機(jī)和汽車(chē)平臺(tái)的橋接工具CarPlay和Android Auto，車(chē)廠可以通過(guò)遠(yuǎn)程向車(chē)主發(fā)送最新固件。

業(yè)內(nèi)人士表示，相對(duì)而言，TI、Freescale比較開(kāi)放，不僅會(huì)提供一些功能接口，同時(shí)也會(huì)開(kāi)放部分代碼，教會(huì)使用者學(xué)習(xí)應(yīng)用。這樣的做法，比較受Tier1的歡迎。

而ST、英飛凌、瑞薩等公司，則更多的時(shí)候做的只是一些交鑰匙工程，上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)商自由度低，擴(kuò)展和替代性較差。OEM在選擇方案時(shí)，會(huì)優(yōu)先考率成本、規(guī)模體量、靈活性等因素。對(duì)于Tier1而言，可選擇性還較多，但對(duì)于小的初創(chuàng)公司，迫于巨額的授權(quán)費(fèi)等因素，選擇性往往較少。

中國(guó)廠商加入賽道

文首提到的上汽與TTTech的合作，目標(biāo)也是直指智能駕駛中央決策控制器(iECU)。當(dāng)然除了上汽，國(guó)內(nèi)其它的廠商也不甘落后。

面向L3、L4級(jí)別的高級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)，東軟睿馳推出了自動(dòng)駕駛中央域控制器，完全可以滿足當(dāng)前對(duì)于自動(dòng)駕駛的需求。

在硬件方面，該控制器的安全性極高，可以支持多路高清攝像頭、多路激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超神波雷達(dá)的同時(shí)接入。在軟件方面，該控制器定制性強(qiáng)，便于后期車(chē)企個(gè)性化定制。該控制器提供開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)，不僅提供基礎(chǔ)軟件，還完整呈現(xiàn)了環(huán)境感知、傳感器融合、決策控制套件，并提供傳感器接口、支持主機(jī)廠等第三方嵌入其自己的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)典型場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛。

東軟睿馳的是基于NXP最新自動(dòng)駕駛芯片S32V打造的自動(dòng)駕駛中央域控制器。該控制器能夠集成多路激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)和8路高清攝像頭，支持前方160m車(chē)輛檢測(cè)，100米行人、摩托車(chē)、自行車(chē)檢測(cè)及車(chē)道線檢測(cè)，移動(dòng)障礙物檢測(cè)，能夠識(shí)別美國(guó)、歐洲、日本、中國(guó)等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的限速標(biāo)識(shí)。具體可參考當(dāng)時(shí)東軟睿馳團(tuán)隊(duì)在拉斯維加斯當(dāng)?shù)氐臏y(cè)試效果：

新悅智行也曾發(fā)布過(guò)一款基于nVidia的GPU設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)自主的低成本W(wǎng)iseADCU，對(duì)標(biāo)nVdia Drive PX2而設(shè)計(jì)，集成12路GSML視頻輸入接口、12路CAN-FD通信接口、2路AVB車(chē)載以太網(wǎng)通信接口，2+2路USB 2.0/3.0，搭載2顆Tegra Parker SoC、2顆Pascal GPU、2顆Cortex-R5 MCU。

除了與整車(chē)接口外，還可以實(shí)現(xiàn)與HD攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、RTK/IMU定位系統(tǒng)、LTE通信模塊的無(wú)縫對(duì)接。該ADCU完成后將面向中國(guó)客戶進(jìn)行銷(xiāo)售，同時(shí)提供本地化的工程應(yīng)用支持服務(wù)。

武漢環(huán)宇智行也在今年推了名為T(mén)ITAN-III自動(dòng)駕駛車(chē)輛控制器，它是基于英偉達(dá)公司的Jetson TX2設(shè)計(jì)，運(yùn)行UBUNTU操作系統(tǒng)。支持FPDLINKIII接口攝像頭接入，支持USB、CAN、RS485/232、Ethernet、IO等多種硬件接口接入，支持SATA硬盤(pán)存儲(chǔ)，內(nèi)置4G通信模塊、高精度定位模塊、V2X模塊。

計(jì)算性能和端口配置能基本滿足現(xiàn)階段車(chē)輛自動(dòng)駕駛的傳感器接入、感知融合、規(guī)劃決策等功能需要。具有體積小，功耗低，易布署等特點(diǎn)。

李明表示，TITAN-III內(nèi)部集成了L4自動(dòng)駕駛所需要的所有計(jì)算、交換、存儲(chǔ)和定位芯片，保證不需要外接任何其他設(shè)備，只需要連接相機(jī)，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)就可以實(shí)現(xiàn)完整的L4級(jí)別自動(dòng)駕駛。同時(shí)接口都符合車(chē)規(guī)要求、支持26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)尚屬首次推出。

TITAN-III支持同時(shí)接入12路攝像頭，六路激光雷達(dá)，和5個(gè)毫米波雷達(dá)這樣的計(jì)算量，整機(jī)功耗在60W左右。之前用工控機(jī)的方案。最少需要三到四個(gè)i7級(jí)別的工控機(jī)才能滿足實(shí)時(shí)計(jì)算的需要。而且之間需要用千兆交換機(jī)來(lái)交換，整體會(huì)把車(chē)輛的后備箱全部裝滿，計(jì)算功耗會(huì)在1500瓦以上。

TITAN-III軟件分為教育版，OEM版，和運(yùn)營(yíng)版。分別對(duì)應(yīng)一般研發(fā)用戶（愛(ài)好者，免費(fèi)提供），車(chē)廠需求(車(chē)廠和互聯(lián)網(wǎng)造車(chē)企業(yè)，算法速度和性能進(jìn)行優(yōu)化，需要收取一年的軟件服務(wù)費(fèi))，和運(yùn)營(yíng)單位(滴滴和巴士公司，增加云端和調(diào)度管理部分。提供定制開(kāi)發(fā)。)

三個(gè)不同層次的要求，可以大大加快各個(gè)單位L4級(jí)別自動(dòng)駕駛的部署進(jìn)度，從工控機(jī)的功能樣機(jī)階段直接進(jìn)入設(shè)備研發(fā)和小批量測(cè)試這個(gè)階段。

公司的下一代產(chǎn)品準(zhǔn)備使用賽靈思的新一代FPGA做的控制器版本，在計(jì)算能力相同的情況下，功耗只有英偉達(dá)的一半。目前支持到L4級(jí)別自動(dòng)駕駛的芯片，英偉達(dá)的優(yōu)勢(shì)大些，計(jì)算能力強(qiáng)，配套開(kāi)發(fā)軟件豐富。

另外包括一些初創(chuàng)公司，也在紛紛布局自動(dòng)駕駛域控制器，比如蘇州知行汽車(chē)科技，也在研發(fā)自動(dòng)駕駛不同等級(jí)的域控制器，方案包括Mobileye、NVIDIA等等。

知行科技CEO宋陽(yáng)表示，其自動(dòng)駕駛域控制器更注重的是靈活可用，滿足B端客戶需求，因此在具體的實(shí)現(xiàn)方案上，會(huì)有多種選擇。域控制器在業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成共識(shí)，無(wú)論主機(jī)廠還是Tier1，都在發(fā)力。在下一代的車(chē)型中，或多或少都會(huì)加入一部分域控制器的概念。