
先進駕駛輔助系統 (ADAS) 最初是在高級轎車上的高階功能,但由於消費者和安全監管機構對該系統的興趣日益濃厚,使得在所有等級車輛的採用率都大幅上升。事實上,Strategy Analytics 最新報告預測,2020 到 2025 年間,市場年平均成長率為 17.7%。
除了廣泛的汽車生態系外,Arm 在提供 ADAS 系統方面已經發揮了關鍵作用,但在大規模部署方面仍面臨挑戰。在 Strategy Analytics 的報告中指出,汽車產業在大規模部署 ADAS 時必須解決的三大問題為:成本(特別是在低階系統和較便宜的車輛上)、利用自駕車的學習,以及如何在軟體定義汽車上管理 ADAS。
管理 ADAS 的成本
Strategy Analytics 的報告概述了美國、歐洲、日本、中國和韓國的許多安全標準倡議,這些倡議都依賴 ADAS 功能來減少交通事故,這些地區占全球汽車銷量的絕大部分,但是只有當新型及更安全的汽車價格是人們負擔的起時,才能實現安全效益,這使得在幾乎所有車輛上所需具備的基本 ADAS 功能之成本,成為人們關注的焦點。
Arm 車用事業部副總裁 Chet Babla 在2020年4月探索部署最先進的 ADAS 安全技術的經濟挑戰時,提出需要關注一點:倘若即使是最便宜的車型也必須配備價值數百美元的新式 ADAS 技術時,該由誰付錢?
幸運的是,Arm 及其蓬勃發展的生態系已證明有能力提供多重市場健康競爭的環境,包括 ADAS。
正如 Strategy Analytics 發布的研究報告所強調,攝影機是 ADAS 所需的基本感測器,因此,由視覺開始尋找效率很合乎邏輯,這也是 Arm 能進行豐富創新的領域。Mali-C71AE為汽車市場開發的第一台安全圖像信號專用處理器 (ISP),該處理器提供了針對電腦視覺和人類視覺的需求進行優化的解決方案,從而在 ADAS 應用中能以更簡單的軟體和減少整個感知管道的處理器工作負載。
Arm 在低功耗運算方面的專業知識有助於控制 ADAS 所需的硬體成本,降低功耗可節省在電池、電源、電源線、散熱器和 ECU 外殼的成本。在 Arm 生態系統中,像 Brodmann17 這樣的公司正在為 ADAS 在全新更有效率 的CPU上進行感知演算法之創新,這些演算法可以在靈活且廣泛可用的Arm SOC 上運行,而不需要專業的神經處理單元。
將自動駕駛數據用於 ADAS
在北美、歐洲和亞洲的許多城市,機器人計程車和自動駕駛汽車的研究和試驗計劃正在激增。雖然這些試驗中部署的自主技術在若干年內不太可能在私家車中量產,但 OEM 廠商意識到,它們在試驗車輛中構建的某些功能已經能夠讓它們與其他品牌車輛做出差異化,並且在建立技術領先聲譽方面發揮作用。例如自動代客泊車和車道保持輔助等功能可以提高駕駛的安全性和駕駛樂趣,消費者對此表現出濃厚的興趣,並且願意為此體驗支付溢價,甚至月費。
然而,任何 OEM 在其車輛中安裝獨特的 ADAS 功能都不會保持太久,因此加速上市時間對於差異化至關重要。
但是,幾乎所有 ADAS 功能都需要如同 ISO 26262 所定義的功能性安全方法,OEM 和一線汽車合作夥伴需要由起始就將功能安全能力整合到處理器中,以簡化 ADAS 系統的開發、驗證和認證,此要求在包含Arm Cortex-A78AE 應用處理器、Arm Mali-G78AE 圖形處理器和Arm Cortex-R52 即時處理器此項不斷擴大的安全就緒產品系列中實現。
Arm 合作夥伴專注於開發 OEM 所需的 SOC,以在高階 ADAS 功能方面進行創新,最近發佈的合作夥伴包括 NXP S32S 平台,Renesas R-Car-V3U 和最近宣佈的 Nvidia Atlan。
管理 ADAS 中的軟體複雜性
早期 ADAS 系統的架構相對簡單,通常軟體運行在專用電子控制單元 (ECU) 上,與其他功能協作的需求不高,但新的軟體定義汽車具有多個 ADAS 功能、共用相同的感測器和促動器 (actuator),因此軟體日趨複雜。
解決方案是將許多功能整合到一個更強大的 ECU 中,我們稱之為域控制器 (domain controller)。Strategy Analytics 公司強調 ADAS 域控制器 (ADAS domain controller) 是 ADAS 中增長最快的應用之一,年平均增長率估計為50%。
由於它整合了多個功能,其中部分功能具有複雜的處理要求,因此域控制器必須提供高效能運算以及安全和即時功能。Arm AE 和 Cortex-R 即時處理器非常適合應用在 ADAS 系統的SoC上,提供即時效能,同時支援最高水準的汽車安全完整性。
由於預計現今交付的車輛在其生命週期中將體驗軟體升級,域控制器的運算能力需具一定程度的效能。
若要在單一 SoC 上安全運行多個 ADAS 應用,則需要虛擬化才能將這些工作負載彼此分離,Arm AE 應用類處理器系列和 Cortex-R52 即時處理器提供此種能力,而我們的生態系合作夥伴在虛擬機器監視器 (hypervisor) 方面的專業知識則簡化了開發過程。
通用 ADAS 時代
從今起,大多數離開世界汽車工廠的車輛都將配備多重 ADAS 功能,使道路運輸對駕駛者、乘客和其他道路使用者的危險性大大降低。
Arm 及其生態系致力於為所有道路使用者提供可擴展、安全、節能與異質性運算,為所有道路使用者提供可負擔的 ADAS。
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核稿編輯:Chris
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