· 為保證整體的安全性，自動(dòng)駕駛將挑戰(zhàn)傳感器冗余的成本比

· 軟件定義的測(cè)試平臺(tái)對(duì)于跟上處理器架構(gòu)的演進(jìn)至關(guān)重要

· 對(duì)自動(dòng)駕駛的要求正在影響微處理器架構(gòu)，這引發(fā)了半導(dǎo)和汽車兩個(gè)行業(yè)的融合

根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，每年因交通事故而導(dǎo)致的死亡人數(shù)是125萬(wàn)、造成的政府損失大約為GDP的3%。盡管自動(dòng)駕駛的潛在影響廣泛而深遠(yuǎn)，延伸到個(gè)人、經(jīng)濟(jì)和政治領(lǐng)域，僅看它可能拯救的生命就意味著自動(dòng)駕駛可能是我們這個(gè)時(shí)代最具革命性的發(fā)明。

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)是融合傳感器、處理器和軟件以提高安全性、并最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能?，F(xiàn)今，這些系統(tǒng)大多數(shù)使用單個(gè)傳感器，比如雷達(dá)或攝像頭，它們已經(jīng)帶來(lái)了可觀測(cè)的影響。根據(jù)IIHS在2016年的一項(xiàng)研究，自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)將追尾事故減少了約40%，而碰撞預(yù)警系統(tǒng)將追尾事故減少了23%。NHTSA的報(bào)告也說(shuō)，有94%的嚴(yán)重車禍?zhǔn)怯扇藶殄e(cuò)誤引起的。為了把駕駛輔助推向4級(jí)甚至5級(jí)自動(dòng)駕駛，并把駕駛員從方向盤后面解放出來(lái)，汽車行業(yè)面臨著更為復(fù)雜的挑戰(zhàn)。例如，需要傳感器融合(將來(lái)自多個(gè)傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)整合以得出結(jié)果)，并且要求同步、高功率處理以及傳感器本身的不斷發(fā)展。對(duì)于汽車制造商而言，這意味著要在三個(gè)關(guān)鍵的要素之間取舍找到恰當(dāng)?shù)钠胶猓撼杀?、技術(shù)和策略。

成本：冗余Vs.補(bǔ)充傳感器

3級(jí)自動(dòng)駕駛的標(biāo)準(zhǔn)表示，如果汽車行駛在預(yù)設(shè)的環(huán)境中，駕駛員則無(wú)需費(fèi)心關(guān)注駕駛。 2019年上市的奧迪A8將成為全球首款提供Level 3級(jí)自主駕駛的量產(chǎn)車。它配備了6個(gè)攝像頭，5個(gè)雷達(dá)設(shè)備，1個(gè)激光雷達(dá)設(shè)備和12個(gè)超聲波傳感器。為什么要那么多?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如，雷達(dá)顯示物體移動(dòng)的速度、但并不能識(shí)別這個(gè)物體是什么。這里就需要傳感器融合，因?yàn)閮蓚€(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的結(jié)合對(duì)于預(yù)測(cè)物體的行為至關(guān)重要。因此冗余對(duì)于克服單個(gè)傳感器的弱點(diǎn)就是必需的。

處理傳感器數(shù)據(jù)的最終目標(biāo)是：以一種低成本的方式把數(shù)據(jù)饋送到負(fù)責(zé)決策的算法中去，創(chuàng)建一種汽車周圍環(huán)境的故障安全表現(xiàn)形式，從而令最終產(chǎn)品可盈利。要做到這一點(diǎn)，最大的挑戰(zhàn)之一就是選擇正確的軟件?？紤]三個(gè)示例：緊密同步地測(cè)量、保持?jǐn)?shù)據(jù)可追溯性以及針對(duì)無(wú)數(shù)種實(shí)際情況測(cè)試軟件。每一個(gè)都是獨(dú)特的挑戰(zhàn)，而自動(dòng)駕駛需要全部應(yīng)對(duì)，問(wèn)題是準(zhǔn)備花多少錢呢?

激光雷達(dá)增加了冗余度

技術(shù)：分布式Vs.集中式架構(gòu)

ADAS的處理能力基于多個(gè)相互隔離的控制單元;然而，傳感器融合正在推動(dòng)單一集中處理器的普及。以?shī)W迪A8為例，在2019年的型號(hào)中，奧迪將所需的傳感器、功能集、電子硬件和軟件架構(gòu)整合到一個(gè)單一的中央系統(tǒng)中，該中央駕駛輔助控制器可以運(yùn)算車輛周圍環(huán)境的整個(gè)模型、并激活所有輔助系統(tǒng)。它具有比前一代奧迪A8中所有系統(tǒng)的總和更多的處理能力。

集中式架構(gòu)主要的擔(dān)心是大功率處理的成本問(wèn)題，尤其是為了安全要素，需要在汽車其他位置配備輔助的融合控制器作為備份，更加劇了對(duì)成本的擔(dān)心。隨著控制器及其處理能力的演進(jìn)，優(yōu)選項(xiàng)很可能會(huì)在分布式和集中式架構(gòu)設(shè)計(jì)之間交替變化，這意味著軟件定義的測(cè)試設(shè)計(jì)對(duì)于跟上這種技術(shù)發(fā)展至關(guān)重要。

大陸集團(tuán)執(zhí)行董事會(huì)成員Helmut Matschi表示，一切都將回到軟件工程中。隨著高性能計(jì)算機(jī)在下個(gè)十年初期廣泛應(yīng)用到車輛中，Helmut預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目可能會(huì)分配多達(dá)80%的預(yù)算用于軟件。

-《汽車新聞》，“大陸集團(tuán)對(duì)故障世界的支撐”，2018年

策略：內(nèi)部開(kāi)發(fā)Vs. 外部現(xiàn)成技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)5級(jí)自治，自動(dòng)駕駛汽車的微處理器處理能力需要比當(dāng)前控制器上的微處理器高2000倍。因此，它很快變得比毫米波雷達(dá)傳感器系統(tǒng)中的射頻組件更貴。歷史表明，需求日益增長(zhǎng)的昂貴功能會(huì)引起鄰近市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的注意，從而推動(dòng)市場(chǎng)老大之間的競(jìng)爭(zhēng)。

有一個(gè)數(shù)據(jù)表明，瑞銀(UBS)估計(jì)，雪佛蘭博爾特電動(dòng)車動(dòng)力總成的半導(dǎo)體含量是同等內(nèi)燃機(jī)汽車的6到10倍。汽車?yán)锇雽?dǎo)體器件的含量只會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，因此鄰近市場(chǎng)提供的現(xiàn)成的技術(shù)改進(jìn)就是無(wú)價(jià)的。例如，NVIDIA把他最初為消費(fèi)類電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的Tegra平臺(tái)做了調(diào)整，用于汽車系統(tǒng)中的ADAS應(yīng)用。另外，DENSO已經(jīng)開(kāi)始設(shè)計(jì)并制造自己的人工智能微處理器、用以降低成本和能源消耗;而DENSO的子公司，NSITEXE Inc.計(jì)劃在2022年發(fā)布一款數(shù)據(jù)流處理器，稱為DFP的下一代處理器IP。比賽已經(jīng)開(kāi)始了!

優(yōu)化權(quán)衡取舍

對(duì)這些取舍的權(quán)衡抉擇將對(duì)產(chǎn)品上市時(shí)間和在整個(gè)供應(yīng)鏈中的差異化能力產(chǎn)生巨大影響?？焖僦匦屡渲脺y(cè)試人員的能力對(duì)于最小化驗(yàn)證和生產(chǎn)測(cè)試的成本及時(shí)間至關(guān)重要，因此通過(guò)軟件獲得的靈活性是關(guān)鍵。2018年3月4日在Bloomberg.com上發(fā)布的采訪摘錄中，豐田研究院領(lǐng)先技術(shù)研發(fā)部首席執(zhí)行官James Kuffner博士表示：“就預(yù)算而言，我們不僅要翻倍，還要翻兩倍。我們有將近40億美元的資金，要把豐田打造成具備世界級(jí)軟件能力的新興出行公司。” 這種情緒在汽車行業(yè)并不少見(jiàn)。對(duì)這些取舍我們尚無(wú)明確答案，但是，就像過(guò)去的工業(yè)革命，更高的生產(chǎn)效率使人們能夠買得起新技術(shù)，軟件開(kāi)發(fā)效率的提高也將成為自動(dòng)駕駛革命不可或缺的一部分。

冗余Vs補(bǔ)充傳感器考慮因素