從通信技術(shù)演進(jìn)來(lái)看，5G相較于4G具有更高的網(wǎng)絡(luò)速率，峰值網(wǎng)絡(luò)速率達(dá)到10Gbps，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度比4G快10-100倍;同時(shí)5G還有更低的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，從4G的50毫秒縮短到了1毫秒。對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)講，信息傳輸速度和響應(yīng)時(shí)間是一切前瞻技術(shù)的基石。目前全球都在大力建設(shè)5G基站，5G商用就在眼前。

那么，汽車(chē)電子技術(shù)在5G時(shí)代將有哪些變化?芯片供應(yīng)商所面臨的挑戰(zhàn)和市場(chǎng)機(jī)遇有哪些?

針對(duì)以上問(wèn)題，筆者以《汽車(chē)，因5G而改變》為主題，特邀Maxim Integrated大中華及南亞太區(qū)銷(xiāo)售副總裁李艇先生參加了本次討論。

自動(dòng)駕駛、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、人工智能都將因5G技術(shù)而改變

如果說(shuō)4G時(shí)代的主角是手機(jī)，那么，5G時(shí)代的主角一定是汽車(chē)。5G技術(shù)的商用到底會(huì)給汽車(chē)本身及汽車(chē)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)哪些變革?李艇認(rèn)為， 5G的商用不僅會(huì)重新定義互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，更會(huì)為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)乃至世界交通帶來(lái)革命性的變化。飛速、互聯(lián)、安全、智能將成為汽車(chē)在5G時(shí)代的標(biāo)簽。根據(jù)第三方機(jī)構(gòu)發(fā)布的最新報(bào)告，預(yù)計(jì)到2035年，5G將為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造超過(guò)2.4萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，幾乎占預(yù)期5G全球經(jīng)濟(jì)影響的五分之一。

他分析了5G通信技術(shù)對(duì)自動(dòng)駕駛、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、人工智能技術(shù)所帶來(lái)的改變：

自動(dòng)駕駛 - 更快速、更精準(zhǔn)

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的深入部署，通訊運(yùn)營(yíng)商可提供部分網(wǎng)絡(luò)切片(Network slicing)，為汽車(chē)安全應(yīng)用提供異常迅速的響應(yīng)速度。網(wǎng)絡(luò)切片將在5G網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要的作用，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片都會(huì)很容易地配置網(wǎng)絡(luò)元件和功能，來(lái)滿足特定的應(yīng)用要求，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)速度和響應(yīng)時(shí)間，這對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要。

高清地圖是自動(dòng)駕駛汽車(chē)必不可少的支持，但目前的導(dǎo)航產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一定程度的偏差。與現(xiàn)有的導(dǎo)航地圖不同，5G技術(shù)可將幾乎所有物體的信息定位在道路上，車(chē)內(nèi)可通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)控車(chē)輛和監(jiān)控車(chē)輛識(shí)別的周?chē)矬w的實(shí)時(shí)變化上傳至地圖，從而實(shí)現(xiàn)精確定位。此外，通過(guò)預(yù)測(cè)駕駛路線，自動(dòng)駕駛的安全系數(shù)也將被提高。

車(chē)聯(lián)網(wǎng) – 更安全、更便利

要實(shí)現(xiàn)理想的自動(dòng)駕駛，速度和響應(yīng)時(shí)間是至關(guān)重要的技術(shù)指標(biāo)。目前，汽車(chē)中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)部分程度的自動(dòng)駕駛，但依然無(wú)法應(yīng)對(duì)交叉路口的信號(hào)燈變化，尤其是道路交通中的突發(fā)事件。而在5G時(shí)代，每輛汽車(chē)都會(huì)被連接起來(lái)，從而判定相互的位置，即使行駛速度達(dá)到150km/h，也能夠保證足夠快的響應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)速度可以到達(dá)毫秒級(jí)。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，意味著車(chē)輛擁有V2X (Vehicle to Everything)的通信能力，即實(shí)現(xiàn)車(chē)與人、車(chē)與車(chē)、車(chē)與道路基礎(chǔ)設(shè)施以及車(chē)與網(wǎng)絡(luò)的通信。我們的汽車(chē)不僅是獨(dú)立的駕駛單元，更是車(chē)聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。V2X能夠打破車(chē)輛自身傳感器的限制，與其他車(chē)輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施共享數(shù)據(jù)，并通過(guò)研判算法產(chǎn)生預(yù)測(cè)信息，輔助自動(dòng)駕駛技術(shù)更加成熟完善。當(dāng)人們行駛在路上時(shí)，車(chē)輛可以通過(guò)信號(hào)獲知路況和環(huán)境信息，以及和其他車(chē)輛的交互信息。V2N同時(shí)可以用于地圖更新、交通管理，以及提供一定距離以外的路況環(huán)境等信息?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有V2X，就無(wú)法真正的實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景自動(dòng)駕駛。

在5G的框架下，V2X通信將獲得強(qiáng)大的技術(shù)支撐，因?yàn)?G具有高速率、超高可靠性和低時(shí)延特性，可支持3D高精度地圖數(shù)據(jù)以及車(chē)輛、行駛環(huán)境數(shù)據(jù)的傳輸，可支持實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自主性AI，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模機(jī)器間的相互通信。

信息娛樂(lè)系統(tǒng) – 更快速、更享受

由于網(wǎng)絡(luò)速度變快，車(chē)內(nèi)娛樂(lè)功能的體驗(yàn)也將更加精彩，你甚至可以用幾秒的時(shí)間下載一部高清電影，乘客在車(chē)內(nèi)不管是看電視、看電影，還是玩游戲，都會(huì)更加隨心所欲。

人工智能 – 更懂得思考的汽車(chē)

隨著人工智能 (AI) 技術(shù)的不斷發(fā)展，語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確性和實(shí)用性都將得到大幅度提升。例如行駛中的汽車(chē)為用戶(hù)推薦附近或目的地餐廳、導(dǎo)航根據(jù)實(shí)時(shí)路況給出最快的到達(dá)路徑，以及綁定駕駛員的手機(jī)來(lái)提供定制服務(wù)。

同時(shí)，AI還能夠讓全自動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)功能。其中一個(gè)關(guān)鍵是：汽車(chē)可以從其他汽車(chē)間獲得信息，分析、學(xué)習(xí)駕駛體驗(yàn)，改善自身功能。當(dāng)然，機(jī)器學(xué)習(xí)并非是離線的，而5G為上述機(jī)器學(xué)習(xí)提供的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)交流的平臺(tái)，讓汽車(chē)可以自動(dòng)分發(fā)、接受數(shù)據(jù)。可以說(shuō)，5G為汽車(chē)中的AI體驗(yàn)提供隨需而變的網(wǎng)絡(luò)支持。

ADAS是自動(dòng)駕駛落地的必經(jīng)之路，通過(guò)GMSL SerDes技術(shù)提供高速方案

目前，行業(yè)巨頭一直在努力推進(jìn)自動(dòng)駕駛技術(shù)的完善與普及，包括中國(guó)廠商在內(nèi)的一些汽車(chē)企業(yè)也開(kāi)始進(jìn)行行駛試驗(yàn)。對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)的推進(jìn)，Maxim在技術(shù)、法律法規(guī)方面仍然有很多方面需要完善。但毋庸置疑的是，ADAS是自動(dòng)駕駛落地之前的必經(jīng)之路?，F(xiàn)在，越來(lái)越多的高級(jí)系統(tǒng)采用視頻處理算法并利用多個(gè)視頻攝像頭來(lái)提供更高精度的事件檢測(cè)和駕駛報(bào)警，視覺(jué)系統(tǒng)將成為關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)。在這一趨勢(shì)下，為ADAS系統(tǒng)選擇合適的高速SerDes方案就變得非常重要，而Maxim的GMSL SerDes技術(shù)能夠滿足未來(lái)系統(tǒng)的所有需求。

另外，Maxim的吉比特多媒體串行鏈路(GMSL)串行器和解串器(SerDes)全面支持未來(lái)汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)要求的寬帶、復(fù)雜互連和數(shù)據(jù)完整性。從攝像頭的超低功耗要求、到傳感器數(shù)據(jù)匯聚的寬帶要求，GMSL SerDes能夠滿足未來(lái)系統(tǒng)的所有需求。先進(jìn)的鏈路完整性和診斷功能提供可靠的鏈路性能監(jiān)測(cè)——這對(duì)汽車(chē)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。GMSL串行器和解串器支持長(zhǎng)達(dá)15m的屏蔽雙絞線(STP)或同軸電纜傳輸，滿足汽車(chē)行業(yè)最苛刻的電磁兼容(EMC)要求。

打通檢測(cè)、處理、電源三大環(huán)節(jié)，助推自動(dòng)駕駛快速發(fā)展

在自動(dòng)駕駛這塊蛋糕不斷變大的市場(chǎng)前提下，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈上下游都在努力針對(duì)自動(dòng)駕駛應(yīng)用研發(fā)產(chǎn)品。李艇也介紹了Maxim可以提供的一系列可驅(qū)動(dòng)聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)以及自動(dòng)駕駛功能的IC，主要涉及檢測(cè)、處理和電源。

在檢測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域，隨著汽車(chē)的自主能力越來(lái)越強(qiáng)，傳感器在攝像機(jī)相關(guān)方面必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，支持車(chē)道偏離報(bào)警、輔助泊車(chē)、自動(dòng)剎車(chē)等功能。傳感器融合的進(jìn)步對(duì)實(shí)施ADAS至關(guān)重要，視覺(jué)系統(tǒng)將成為關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)。Maxim為客戶(hù)提供廣泛的傳感器接口產(chǎn)品。

在處理應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)于自動(dòng)駕駛、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)和V2V通信，車(chē)輛需要收集、分析和共享數(shù)據(jù)。這就使高速串行器/解串器(SerDes)線驅(qū)動(dòng)器和接收器成為了關(guān)鍵所在，以承載支持車(chē)載視頻、音頻和通信的數(shù)據(jù)流。Maxim的吉比特多媒體串行鏈路(GMSL)技術(shù)能夠通過(guò)長(zhǎng)達(dá)15m的單根同軸電纜或10m至15m的屏蔽雙絞線傳輸高清(HD)視頻、音頻、控制信息和吉比特以太網(wǎng)。與以太網(wǎng)相比，GMSL技術(shù)速度更快，且布線成本更低、電磁兼容(EMC)性能更好。

在電源應(yīng)用領(lǐng)域，隨著當(dāng)今汽車(chē)中動(dòng)力控制模塊、傳感器、執(zhí)行器和電機(jī)數(shù)量越來(lái)越多，對(duì)各種電源管理和電壓調(diào)節(jié)電路的要求也隨之提高。Maxim提供多種類(lèi)型的PMIC、DC-DC轉(zhuǎn)換器和電壓調(diào)節(jié)器件，滿足汽車(chē)電源管理和照明應(yīng)用的需求。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)達(dá)到L5還受制于兩大因素

在李艇看來(lái)，制約自動(dòng)駕駛走向L5有兩大因素：從技術(shù)來(lái)講，制約自動(dòng)駕駛向更高等級(jí)發(fā)展的主要因素在于缺乏一套強(qiáng)大的人工智能系統(tǒng)。L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛不但要求系統(tǒng)處理速度快，更需要達(dá)到人類(lèi)級(jí)別精確的判斷以及對(duì)突發(fā)事件做出反應(yīng)的能力，甚至超越人腦的能力，從而實(shí)現(xiàn)人類(lèi)駕駛員能夠完成的所有操作，并且可以應(yīng)對(duì)城市、越野等各種路況。

另一項(xiàng)制約因素則來(lái)自于傳感器的靈敏度與可靠性。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)要做出正確的判斷，前提是要保證信息的準(zhǔn)確性，所以車(chē)輛周身不僅需要布滿各式各樣的傳感器，以在復(fù)雜多變的環(huán)境中進(jìn)行信息收集，同時(shí)傳感器還需要支持長(zhǎng)時(shí)間使用，從而杜絕因故障帶來(lái)的潛在危險(xiǎn)。

他強(qiáng)調(diào)，“雖然L5級(jí)汽車(chē)還需要一段時(shí)間才能走向消費(fèi)者市場(chǎng)，但我相信，5G的商用無(wú)疑會(huì)有效地幫助攻克上述困難，極大助力自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展。”

智能算法至關(guān)重要，軟件和硬件需相輔相成

自動(dòng)駕駛汽車(chē)離不開(kāi)軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的支持，未來(lái)兩者會(huì)各自發(fā)揮怎樣的作用?李艇分別從軟件和硬件方面做了分析，在硬件方面，自動(dòng)駕駛需要高性能、低能耗、高可靠性及和安全性的集成電路為基礎(chǔ)。在這一需求的驅(qū)動(dòng)下，自動(dòng)駕駛專(zhuān)用芯片、人工智能處理器、高速通信接口設(shè)備以及安全保護(hù)IC將獲得非常大的發(fā)展空間。在軟件方面，自動(dòng)駕駛的決策算法將成為贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。根據(jù) ISO 26262 已有的功能安全的規(guī)定，這就要求決策系統(tǒng)需要達(dá)到 ASIL-D 的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)軟件的同時(shí)，我們必須考慮與之匹配的計(jì)算架構(gòu)與硬件效能。

最后他總結(jié)，“我認(rèn)為，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)仍然會(huì)按照并駕齊驅(qū)、相輔相成的關(guān)系發(fā)展，它們發(fā)揮的作用對(duì)于汽車(chē)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要。并且我相信，隨著智能算法向前沿設(shè)備的進(jìn)一步推進(jìn)，算法和芯片的深度融合、軟硬件系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)是必然的趨勢(shì)。”