自動(dòng)駕駛是一個(gè)熱門話題，與之相關(guān)的任何事情也很熱門。眾所周知，汽車片上系統(tǒng) （SoC） 將在未來幾年內(nèi)在實(shí)現(xiàn)無處不在的自動(dòng)駕駛方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)我們審視汽車 SoC 時(shí)，兩大應(yīng)用令人興奮：高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 和信息娛樂系統(tǒng)。

乍一看，這似乎是智能手機(jī)應(yīng)用處理器演進(jìn)的重演，單芯片解決方案開始主宰智能手機(jī)的大腦。人們可以爭(zhēng)論說信息娛樂 SoC 是汽車強(qiáng)化應(yīng)用處理器，因?yàn)樗鼈兙哂蟹浅Ｏ嗨频膶傩裕?ADAS 芯片的情況下，結(jié)論可能會(huì)有所不同。ADAS 技術(shù)迎合了一系列可能需要專用解決方案而不是千篇一律的解決方案的應(yīng)用程序。

圖 1：典型智能手機(jī)應(yīng)用處理器的框圖。

關(guān)鍵 ADAS 功能 讓我們先來看看現(xiàn)代汽車中的各種駕駛輔助功能。名稱可能因制造商而異，但以下列表很好地總結(jié)了當(dāng)今可用的 ADAS 用例：

車道偏離警告系統(tǒng)： 它檢測(cè)未指示的車道偏離檢測(cè)到的車道。警報(bào)將閃爍并發(fā)出嗶嗶聲，以引起您的注意以糾正車道漂移。

車道保持輔助和道路偏離緩解： 當(dāng)車輛開始偏離檢測(cè)到的車道中心而沒有發(fā)出信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)調(diào)整以幫助您回到車道中心。如果車輛檢測(cè)到它在沒有激活轉(zhuǎn)向信號(hào)的情況下漂移得太靠近路邊，系統(tǒng)會(huì)通過方向盤上的快速振動(dòng)提醒您，然后提供溫和的轉(zhuǎn)向輸入以幫助您保持在路上或施加制動(dòng)以免你偏離道路。

自適應(yīng)巡航控制 （ACC）： 此功能可幫助您在高速公路上保持車輛與前方車輛之間的安全距離。因此，您不必手動(dòng)更改速度和調(diào)整巡航控制。

防撞系統(tǒng)： 當(dāng)感應(yīng)到與前方檢測(cè)到的車輛發(fā)生不可避免的碰撞時(shí)，它會(huì)施加制動(dòng)。這種類型的系統(tǒng)有時(shí)被稱為自動(dòng)緊急制動(dòng) （AEB）。

前向碰撞警告 （FCW）： 該系統(tǒng)使用安裝在前擋風(fēng)玻璃頂部的攝像頭來檢測(cè)前方車輛的存在。如果 FCW 系統(tǒng)確定您有與檢測(cè)到的車輛發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，它會(huì)激活音頻和視覺警報(bào)以警告您。如果您不采取行動(dòng)，碰撞緩解制動(dòng)系統(tǒng) （CMBS） 可以自動(dòng)施加制動(dòng)壓力。

盲點(diǎn)信息系統(tǒng)： 當(dāng)您的轉(zhuǎn)向燈打開并且在相鄰車道上檢測(cè)到車輛時(shí)，它會(huì)提醒您。指示燈閃爍并發(fā)出嗶嗶聲，直到該區(qū)域清晰或轉(zhuǎn)向燈關(guān)閉。有些系統(tǒng)會(huì)在儀表板顯示屏上顯示實(shí)時(shí)視頻，顯示的內(nèi)容是典型乘客后視鏡的四倍。

交叉交通監(jiān)控系統(tǒng)： 當(dāng)您倒車時(shí)，此功能會(huì)激活車內(nèi)的多角度攝像頭。當(dāng)檢測(cè)到的車輛從側(cè)面接近時(shí)，駕駛員會(huì)收到警報(bào)，車內(nèi)的儀表板顯示屏上會(huì)顯示一系列嗶嗶聲和指示燈。

多樣化的 ADAS 要求 圖 2 剖析了各種 ADAS 功能，并將它們與傳感技術(shù)的類型（雷達(dá)、激光雷達(dá)、聲納等）以及實(shí)現(xiàn)各種 ADAS 用例所需的硬件類型聯(lián)系起來。

圖 2：ADAS 控制功能和相關(guān)傳感技術(shù)的頻譜。

例如，車道輔助、行人檢測(cè)和交通標(biāo)志識(shí)別需要高分辨率攝像頭。ACC、AEB 和盲點(diǎn)檢測(cè)等碰撞緩解系統(tǒng)需要傳感器融合技術(shù)。而 ADAS 域控制器將需要高性能計(jì)算資源和 DSP 來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理和分析，或許還需要能夠支持 4 級(jí)和 5 級(jí)自動(dòng)駕駛時(shí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算需求的芯片。

攝像頭用于環(huán)視、停車輔助、交通標(biāo)志識(shí)別和車道偏離警告。盲點(diǎn)檢測(cè)、交叉交通警報(bào)和 ACC 需要雷達(dá)，同時(shí)需要遠(yuǎn)程雷達(dá)和超短程雷達(dá)。多年來，停車輔助系統(tǒng)將繼續(xù)依賴超聲波傳感器。這里不需要新的發(fā)明。

除了 ADAS，還有其他廣泛使用半導(dǎo)體的系統(tǒng)。其中包括儀表盤、人機(jī)界面 （HMI）、主機(jī)、媒體界面和高級(jí)音頻。

此外，還有一些系統(tǒng)支持車內(nèi)主動(dòng)降噪或聲音處理。這就是您如何讓您的車內(nèi)體驗(yàn)聽起來像梅賽德斯。這一切都是通過提供“操縱聲音”的先進(jìn) DSP 芯片完成的。

上述每種應(yīng)用都需要不同類型的 SoC，這就是當(dāng)今市場(chǎng)的典型服務(wù)方式。然而，隨著超越 ADAS 以實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛，可能需要一種不同的方法。一些供應(yīng)商正在采用以高度集成的自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)為中心的方法。

為了能夠支持原生自動(dòng)駕駛，一些公司正在設(shè)計(jì)包含 teraflops 計(jì)算能力的自動(dòng) SoC，因此它有能力實(shí)現(xiàn)真正的人工智能 （AI），如圖 3 所示。例如，英偉達(dá)和 Mobileye 正在瞄準(zhǔn) 4 級(jí)和 5 級(jí)自動(dòng)駕駛的完整解決方案。

圖 3：通過先進(jìn)的 SoC 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的前景。

您還會(huì)發(fā)現(xiàn)瑞薩電子推出了一系列 40 納米至 16 納米 SoC——R-Car Generation 3——在不久的將來支持信息娛樂、集成駕駛艙、汽車計(jì)算，甚至可能是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。其次，TI 在其 TDA 汽車 SoC 系列中提供多種產(chǎn)品。

TDA3x 支持前置攝像頭、環(huán)視、后置攝像頭、雷達(dá)、駕駛員監(jiān)控和后視鏡系統(tǒng)。TDS2Eco 系列執(zhí)行環(huán)繞視圖和錄制應(yīng)用程序。TDA2x 系列支持前置攝像頭、環(huán)視和傳感器融合系統(tǒng)。這些 SoC 最多可支持 10 個(gè)攝像頭和三個(gè)視頻輸出以及 H.264 硬件和 3D 圖形功能。

然后是高通，它最近推出了蜂窩車聯(lián)網(wǎng) （C-V2X） 芯片組，以提高自動(dòng)駕駛的安全性。Qualcomm 9150 C-V2X 芯片組支持基于蜂窩和 DSRC 的路邊通信。

總結(jié) 從我們簡(jiǎn)短而快速的調(diào)查中可以看出，需要多種芯片設(shè)計(jì)來支持各種汽車應(yīng)用。尤其是對(duì)于 ADAS 應(yīng)用，它并不是一種萬能的汽車 SoC。我們甚至還沒有開始跟蹤用于完全 4 級(jí)和 5 級(jí)自動(dòng)駕駛的高性能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片。

隨著我們超越 ADAS 進(jìn)入自動(dòng)駕駛時(shí)代，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷翻天覆地的變化。我們可以看到今天的一些趨勢(shì)，但可能還有其他創(chuàng)新的解決方案尚未發(fā)明。回顧過去的10年，誰能想到今天的汽車電子會(huì)如此神奇？