L2+ADAS/AD傳感器及系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)高工智能汽車研究院最新發(fā)布的《2022年度中國市場乘用車標配L2+NOA功能智駕域控制器芯片方案市場份額榜單》顯示，地平線市場份額達49.05%，排名第一

隨著地平線的大勢，芯馳的X9也打著順風(fēng)車起量，部分域控制器還帶著芯馳的E3

如上天準TADC域控制器即是基于地平線征程5和芯馳X9、E3系列產(chǎn)品的高階自動駕駛域控制器方案；

東軟睿馳也基于地平線征程5、芯馳科技X9U系列芯片，構(gòu)建了國內(nèi)首個全國產(chǎn)化自動駕駛域控制器平臺，實現(xiàn)國產(chǎn)化芯片、算法、軟件、硬件從研發(fā)到量產(chǎn)應(yīng)用全方面全鏈條打通，該產(chǎn)品已獲得某國內(nèi)主流車型量產(chǎn)定點，即將于2023年下半年量產(chǎn)上市。

有意思的一點，自動駕駛域控制器中和地平線搭配的芯馳X9是一顆座艙芯片；

為什么會有這樣的配合？在全國產(chǎn)的自動駕駛域控制器中，為什么會需要地平線NPU，芯馳CPU，和一顆功能安全MCU這樣的組合？

帶著這些疑問，小二和業(yè)內(nèi)資深專家請教交流，結(jié)合部分公開資料，做個分享

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L2+ADAS/AD傳感器及系統(tǒng)架構(gòu)概覽

L2+ ADAS/AD配套的傳感器方面，攝像頭、毫米波雷達甚至激光雷達，都是有技術(shù)上的需求的，常見的視覺和雷達“滿負荷”傳感器架構(gòu)如下圖：

如果攝像頭配置較多，可能方案如下

11V(12V) - 5R - 3L - 12USS - 1DMS

11V(12V) - 5R - 2L - 12USS - 1DMS

11V(12V) - 5R - 1L - 12USS - 1DMS

如果攝像頭配置較少，可能方案如下

7V - 5R - 1L - 12USS - 1DMS

本文重點不做傳感器架構(gòu)的說明，有興趣的可以參考這篇文章： https://mp.weixin.qq.com/s/Sh4ONJxrmvDbfWlcDnXYtQ

系統(tǒng)層面的ADAS域控制器系統(tǒng)如下，圖中的Central Automomous Processing中的三個組成，即需要的三類不同的算力；

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算力要求

如下，是從焉知汽車轉(zhuǎn)載的一張傳感器數(shù)據(jù)處理架構(gòu)

據(jù)估算，假設(shè) 一輛自動駕駛汽車配置了GPS、聲納、 相機、雷達和激光雷達等傳感器，則上述傳感器每秒鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將是：50kB（GPS）+10-100kB（聲吶）+20-40MB（相機）+10-100kB（雷達）

而針對如此大量的數(shù)據(jù)處理，可以分為前處理，機器學(xué)習(xí)處理，后處理三個主要步驟，如下圖

上圖中，每個步驟右邊白色小框的即是承擔(dān)主要任務(wù)的算力類型，即CPU算力，GPU/NPU算力；

市場主流的智駕芯片即參數(shù)，如下圖

可以看到類似地平線的J5，提供了非常強悍的AI算力，如J5的單一芯片算力為128TOPS，但是其提供的CPU算力卻非常有限，J5的CPU算力是26K

而芯馳的X9U，則能提供多達14個核（2顆X9HP合封，通過PCIe相連），高達100K的CPU算力

相信看了上述的數(shù)據(jù)，大家會有比較直觀的認知；

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不同算力區(qū)別

不同的算力的區(qū)別在哪里？我們通過單位來簡單了解下：TOPS/DMIPS

TOPS是Tera Operation Per Second的縮寫，表示每秒鐘可以進行的操作數(shù)量，用于衡量自動駕駛的算力，

計算機視覺(Computer Vision)算法會消耗很大一部分自動駕駛芯片的算力，那么視覺處理能力為什么用TOPS評估呢？通常計算機視覺算法是基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的，而卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)是累積累加算法（Multiply Accumulate）

轉(zhuǎn)自：知乎，泛亞汽車技術(shù)中心 Wayne

轉(zhuǎn)自：知乎，泛亞汽車技術(shù)中心 Wayne

在每個周期中，將在整個MAC陣列中廣播輸入數(shù)據(jù)的底行和權(quán)重的最右列。每個單元獨立執(zhí)行適當(dāng)?shù)某朔ɡ奂舆\算。

在下一個循環(huán)中，將輸入數(shù)據(jù)向下推一行，而將權(quán)重網(wǎng)格向右推一行。在整個數(shù)組中廣播輸入數(shù)據(jù)的最底行和權(quán)重的最右列，重復(fù)此過程。單元繼續(xù)獨立執(zhí)行其操作。

全點積卷積結(jié)束時，MAC陣列一次向下移動一行96個元素，這也是SIMD單元的吞吐量。

轉(zhuǎn)自：知乎，泛亞汽車技術(shù)中心 Wayne

TOPS是MAC在1秒內(nèi)操作的數(shù)，計算公式為： TOPS = MAC矩陣行 * MAC矩陣列 * 2 * 主頻

MIPS是Million Instructions Per Second的縮寫，每秒處理的百萬級的機器語言指令數(shù)

為了排除不同的CPU指令集不同、硬件加速器不同、CPU架構(gòu)不同帶來的影響，業(yè)內(nèi)出了一個跑分算法叫Dhrystone：程序用來測試CPU整數(shù)計算性能

其輸出結(jié)果為每秒鐘運行Dhrystone的次數(shù)，即每秒鐘迭代主循環(huán)的次數(shù)是衡量CPU的整數(shù)計算性能的

DMIPS（DhrystoneMIPS），其含義為每秒鐘執(zhí)行Dhrystone的次數(shù)除以1757（這一數(shù)值來自于VAX 11/780機器，此機器在名義上為1MIPS機器，它每秒運行Dhrystone次數(shù)為1757次）

轉(zhuǎn)自：知乎，泛亞汽車技術(shù)中心 Wayne

編輯：黃飛

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