本文來(lái)自微信公眾號(hào)“電子發(fā)燒友網(wǎng)”，作者/梁浩斌。
汽車(chē)智能化是目前汽車(chē)創(chuàng)新的主要方向，包括智能駕駛和智能座艙等。常見(jiàn)的汽車(chē)電子電氣架構(gòu)中，智能駕駛和智能座艙的計(jì)算互相獨(dú)立，兩個(gè)部分的計(jì)算工作分別被集成在智駕域控制器和智能座艙域控制器中。隨著汽車(chē)電子電氣架構(gòu)的集成化趨勢(shì)，“艙駕一體”芯片的概念逐漸興起，一些芯片廠商也開(kāi)始推出相關(guān)的產(chǎn)品。
為什么需要艙駕一體芯片？
在汽車(chē)電子電氣架構(gòu)集成化的趨勢(shì)下，過(guò)去從每個(gè)電子部件都需要單獨(dú)ECU，到將整車(chē)分為幾個(gè)域，通過(guò)域控制器去管理多個(gè)電子部件，比如座艙域控制器、底盤(pán)域控制器、智能駕駛域控制器等，也有根據(jù)車(chē)輛的電子部件分布位置來(lái)區(qū)分的域控制器。
而在座艙和智駕系統(tǒng)上，傳統(tǒng)的電子電氣架構(gòu)中需要各自的處理器、內(nèi)存和接口等資源。不過(guò)隨著智能化的發(fā)展，對(duì)控制器集成度的要求提高，在2023年就有不少車(chē)企使用了域控融合的方案。
比如蔚來(lái)ET7中的中央計(jì)算平臺(tái)ADAM，就將負(fù)責(zé)智能座艙的高通8295和負(fù)責(zé)智能駕駛的四顆英偉達(dá)Orin X芯片集成到一個(gè)控制器上，即將座艙域和智駕域兩大控制器融合。與之類(lèi)似的還有小鵬X-EEA、特斯拉HW4.0、集度JET、零跑四葉草架構(gòu)、東軟睿馳X-Box4.0等。
不過(guò)，目前還有一部分艙駕融合的方案，實(shí)際上是將原本座艙域控制和智駕域控的兩塊主板集成到一個(gè)控制器盒子內(nèi)，包括處理器、內(nèi)存、I/O等資源實(shí)際上還是各自獨(dú)立，這也是所謂的One Box方案。當(dāng)然像一些頭部新勢(shì)力車(chē)企，比如上面舉例的產(chǎn)品都已經(jīng)將座艙和智駕的兩顆芯片集成到一塊主板上，部分硬件資源可以共用，這也被稱為One Board。
One Board方案本質(zhì)上也是需要兩顆芯片，而兩顆芯片上其實(shí)部分能力重復(fù)了，也就是說(shuō)在一些應(yīng)用中，部分算力是被浪費(fèi)的。比如在處理電子后視鏡、360環(huán)視、或是座艙顯示屏的3D渲染等畫(huà)面時(shí)，智駕芯片以及座艙芯片上的GPU均能完成這些任務(wù)。
那么艙駕一體芯片就可以將智駕和座艙的計(jì)算處理能力集成到一顆芯片上，比如在智駕系統(tǒng)中傳感器圖像，以及座艙內(nèi)的顯示屏3D渲染，這些應(yīng)用都可以同時(shí)共享這顆芯片的GPU，通過(guò)軟件策略來(lái)分配算力，無(wú)需再單獨(dú)為某個(gè)系統(tǒng)配備獨(dú)立GPU。
另外，當(dāng)座艙和駕駛系統(tǒng)分別使用獨(dú)立的芯片時(shí)，它們之間的數(shù)據(jù)交換可能需要通過(guò)外部總線或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，這可能會(huì)引入通信延遲。艙駕一體芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換速度更快，可以顯著減少這種延遲，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
集成化的設(shè)計(jì)還可以減少整體的功耗。比如通過(guò)使用一顆艙駕一體芯片，可以避免了兩顆獨(dú)立芯片同時(shí)工作時(shí)的功耗疊加。同時(shí)集成化的設(shè)計(jì)也有助于優(yōu)化電源管理，進(jìn)一步降低功耗。
使用了艙駕一體芯片的方案后，能夠大幅簡(jiǎn)化汽車(chē)電氣電氣架構(gòu)，減少控制器數(shù)量的同時(shí)，也減少了接口和線束，降低系統(tǒng)整體成本。
目前的艙駕一體芯片產(chǎn)品
由于需要單顆芯片完成以往座艙和智駕兩大域控制器的功能，所以艙駕一體芯的一大特點(diǎn)自然是高算力。
比如早在2022年英偉達(dá)推出的DRIVE Thor車(chē)載計(jì)算平臺(tái)，從設(shè)計(jì)上就旨在將多個(gè)功能集成到單一的SoC中，能夠提供高達(dá)2000 TOPS的AI算力以及2000 TFLOPS的浮點(diǎn)算力，將數(shù)字儀表盤(pán)、信息娛樂(lè)、自動(dòng)駕駛和泊車(chē)等功能整合到一個(gè)系統(tǒng)中，通過(guò)多計(jì)算域隔離，將自動(dòng)駕駛和車(chē)載信息娛樂(lè)等功能劃分為不同的任務(wù)區(qū)間，同時(shí)運(yùn)行，互不干擾。
高通在2023年1月推出驍龍Ride Flex SoC，定位對(duì)標(biāo)DRIVE Thor，同樣是支持多個(gè)操作系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行,可處理ADAS功能、數(shù)字儀表盤(pán)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)和泊車(chē)輔助系統(tǒng)，綜合算力最高可達(dá)2000TOPS。
國(guó)內(nèi)廠商也有艙駕一體芯片推出，黑芝麻近期推出的武當(dāng)C1200系列也是一款艙駕一體芯片產(chǎn)品，其中武當(dāng)C1296主要針對(duì)的是跨域融合方案，是行業(yè)首顆支持多域融合的芯片。該芯片內(nèi)置車(chē)規(guī)級(jí)高性能CPU、GPU、DSP和實(shí)時(shí)處理單元RT MCU等，并且精心設(shè)計(jì)了安全硬隔離MPU+Hypervisor相結(jié)合的跨域架構(gòu)，可以全面支持智能座艙、智能駕駛、智能網(wǎng)關(guān)的跨域融合。
小結(jié)：
在汽車(chē)電子電氣架構(gòu)的發(fā)展下，整車(chē)計(jì)算中央處理已經(jīng)成為未來(lái)趨勢(shì)，而艙駕一體可以說(shuō)是往整車(chē)集中計(jì)算的道路上邁進(jìn)了一大步，相信接下來(lái)將會(huì)有更多艙駕一體的產(chǎn)品推出市場(chǎng)。
