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在近期舉辦的汽車論壇上，全國政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會副主任苗圩指出“功能汽車正向智能汽車轉(zhuǎn)換”。汽車智能化的過程中，汽車芯片是關(guān)鍵零部件。越來越多的車企公開表示，如果未來整車電子電氣架構(gòu)想保持領(lǐng)先性，前提需要有足夠前瞻的底層芯片設(shè)計。而日趨常態(tài)化的芯片供貨短缺，也進(jìn)一步增加了汽車行業(yè)對于車規(guī)芯片的關(guān)注。
伴隨著“缺芯”，芯片行業(yè)近兩年也迎來了“爆發(fā)式增長”，越來越多的國內(nèi)芯片初創(chuàng)企業(yè)陸續(xù)宣布推出自主研發(fā)的車用控制芯片、自動駕駛芯片。而相比國內(nèi)大多芯片初創(chuàng)公司聚焦提供某一細(xì)分垂直領(lǐng)域的芯片產(chǎn)品，芯馳科技顯得有些“與眾不同”，其全系列產(chǎn)品規(guī)劃覆蓋“智能座艙、智能駕駛、安全控制、智能網(wǎng)關(guān)”域控算力平臺，全場景的芯片產(chǎn)品布局讓人眼前一亮。
資料顯示，芯馳科技成立于2018年，是一家創(chuàng)新型本土車規(guī)芯片企業(yè)，團(tuán)隊擁有平均15年以上的芯片行業(yè)經(jīng)驗，是國內(nèi)為數(shù)不多的具有車規(guī)核心芯片產(chǎn)品定義、技術(shù)研發(fā)及大規(guī)模量產(chǎn)落地的整建制團(tuán)隊，其全系列產(chǎn)品用不到3年時間，完成了流片、車規(guī)最高等級認(rèn)證和量產(chǎn)出貨，目前已覆蓋中國超過70%的車廠，服務(wù)250余家客戶，在車規(guī)半導(dǎo)體領(lǐng)域，這個速度非常出眾。
近期芯馳科技還透露將在4月發(fā)布主打高可靠、高安全、高性能、廣覆蓋的控制芯片E3，據(jù)悉，目前已有近20家車廠和Tier1開展了基于該系列MCU芯片的應(yīng)用開發(fā)。該系列產(chǎn)品發(fā)布后，芯馳也將成為國內(nèi)唯一一家能夠提供汽車電子電氣架構(gòu)上所有主要芯片的車規(guī)芯片企業(yè)。芯馳為何要布局全場景的芯片產(chǎn)品？全新的MCU產(chǎn)品——E3系列具體又有哪些優(yōu)勢？更多信息將在4月12日官方發(fā)布會進(jìn)一步揭曉。
產(chǎn)品表現(xiàn)和行業(yè)關(guān)注度的不斷上升，讓芯馳在最近一年也收到了非常多的關(guān)注，芯馳科技CEO仇雨菁坦言：在多重因素的影響下，全行業(yè)對芯片的關(guān)注在明顯增加。芯片短缺后，投資機(jī)構(gòu)對芯片行業(yè)的投資熱情也大大提升，國內(nèi)主機(jī)廠開始重新布局供應(yīng)鏈體系，越來越多的主機(jī)廠開始關(guān)注芯片并推進(jìn)更加緊密的合作。
芯片如何助力“塑造”智能汽車？芯馳的產(chǎn)品從應(yīng)用場景上幫車企解決了哪些痛點(diǎn)？芯馳科技副總裁徐超此前在「全球智能駕駛峰會」進(jìn)行了相關(guān)分享，雷峰網(wǎng)(公眾號：雷峰網(wǎng))對其演講內(nèi)容進(jìn)行了整理并首次對外發(fā)布。
以下內(nèi)容根據(jù)徐超演講速記整理：
眼下，面向服務(wù)的架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，簡稱SOA）關(guān)注度越來越高，它能幫助傳統(tǒng)分布式汽車架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橄冗M(jìn)的電子架構(gòu)，即軟件定義汽車和服務(wù)型的架構(gòu)，為汽車提供更廣闊的個性化空間。而在未來，每個人可能都會對自己的車有更多的個性化需求。
芯馳的車規(guī)芯片產(chǎn)品覆蓋智能座艙、智能駕駛、安全控制、智能網(wǎng)關(guān)等領(lǐng)域，幾乎涵蓋了汽車骨干架構(gòu)上最主要的芯片，將為汽車個性化提供更好的底層支撐，釋放更多的可能性。
在座艙及舒適性方面，過去汽車芯片主要控制空調(diào)、收音機(jī)；現(xiàn)在以及未來，車?yán)锏姆諊鸁?、香薰、加熱按摩座椅都將由芯片去?qū)動。
在X9系列上，芯馳首先提供了出色的CPU、GPU性能，能夠支持車廠和用戶期望的千車千面、千人千面。但整體操控體驗的流暢，不僅需要性能，在整體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計過程中，也要打通所有“通道”。例如在CPU和GPU性能足夠的基礎(chǔ)上，也需保障向屏幕輸出的通道足夠順暢，讓計算結(jié)果能快速輸出到顯示屏上，觸摸屏幕的操控反饋也能快速得到響應(yīng)。這看似簡單的交互效果，背后需要研發(fā)團(tuán)隊的深厚經(jīng)驗來制定合理的架構(gòu)處理數(shù)據(jù)的合并、疊加以及協(xié)調(diào)交互等。
另外，目前車內(nèi)一般配備有儀表、中控、副駕、后座、空調(diào)面板等多塊屏幕，屏幕間的智能聯(lián)動也是用戶體驗中非常重要的一部分，多屏聯(lián)動通常有兩種方法實(shí)現(xiàn)：一種是虛擬化，另一種是硬隔離。前者一般用所有CPU核構(gòu)成的一個簇去分時運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，后者則是用多個CPU簇去同時運(yùn)行多個操作系統(tǒng)。
以芯馳旗艦座艙為例，芯馳即可以支持高效的硬件虛擬化模式，也可以采用硬隔離的方式來實(shí)現(xiàn)多屏互動，在一顆芯片上運(yùn)行了兩個Linux、兩個安卓、一個AutoSAR、一個Secure OS系統(tǒng)，甚至還可以支持同時運(yùn)行更多的系統(tǒng)。在這種無需虛擬化底層的情況下，芯馳芯片上每個子系統(tǒng)對應(yīng)的操作系統(tǒng)都是獨(dú)立占用所在簇的中斷控制器的，不需要和別的系統(tǒng)分時搶占，這種方式可以更好地實(shí)現(xiàn)無延遲的交互體驗，獲得更好的用戶體驗。
另外值得一提的是，相比于傳統(tǒng)設(shè)計將一顆MCU外接到高算力處理器，芯馳則在SoC芯片設(shè)計時，把MCU作為獨(dú)立的子系統(tǒng)，整合到SoC當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)片內(nèi)高效通信，做到低延遲，低成本，高效率。以X9U智能座艙芯片為例，X9U一顆芯片可支持多達(dá)10個獨(dú)立全高清顯示屏，包含前排儀表、中控屏、HUD及多個娛樂屏，能夠?qū)崿F(xiàn)多屏共享和互動的同時，其中的MCU子系統(tǒng)則負(fù)責(zé)與車內(nèi)其他域和控制器之間的安全通信和交互。
隨著汽車智能化的演進(jìn)，車內(nèi)外通信和控制所需要的數(shù)據(jù)量會越來越多，智能網(wǎng)關(guān)芯片需要有高性能的核心架構(gòu)去對數(shù)據(jù)包進(jìn)行吞吐和轉(zhuǎn)發(fā)，同時也要有硬件的國密引擎。在信息加密這一塊，去年芯馳的網(wǎng)關(guān)芯片就已拿到國密認(rèn)證，也因此成為了國內(nèi)首個通過了AEC-Q100可靠性認(rèn)證、ISO 26262 ASIL D功能安全流程認(rèn)證、ISO 26262 ASIL B功能安全產(chǎn)品認(rèn)證及國密認(rèn)證“四證合一”的車規(guī)處理器企業(yè)。
芯馳的智能網(wǎng)關(guān)芯片支持基于共享內(nèi)存和Mailbox的高性能核間通信，能夠提供足夠的服務(wù)運(yùn)行性能。例如，在以前的傳統(tǒng)汽車架構(gòu)里，經(jīng)常有這樣的使用場景，如果雨天希望給車?yán)锿L(fēng)換氣，要先手動把天窗關(guān)上，把外循環(huán)打開，通風(fēng)換氣后再把車窗關(guān)起來。如果車輛配備了智能網(wǎng)關(guān)，當(dāng)我們希望通風(fēng)換氣時，汽車能夠自動感知到下雨，隨后自動關(guān)車窗/天窗、打開雨刷、打開車空調(diào)的外循環(huán)，甚至打開香薰和空氣凈化，所有動作一氣呵成，真正實(shí)現(xiàn)智能化提升用戶體驗。
芯馳提供的車內(nèi)網(wǎng)關(guān)有兩類，一類是核心服務(wù)型網(wǎng)關(guān)（Service-Oriented Gateway），能夠處理非常復(fù)雜、非常多的千車千面所需要的應(yīng)用場景組合；另一種是Zonal網(wǎng)關(guān)（域控網(wǎng)關(guān)），它能夠提供比傳統(tǒng)的MCU網(wǎng)關(guān)高3-5倍的性能，它分布在車的不同區(qū)域，能取代以往大量集散的MCU，把它們的功能整合起來，而以前離散的MCU將會變成更小、更簡單的執(zhí)行器。
在車外網(wǎng)關(guān)部分，芯馳的優(yōu)勢也非常亮眼。在早期的實(shí)驗中，接5G的C-V2X模塊用到了17根天線，如果在乘用車?yán)?，天線長度至少會達(dá)到9米左右，后期系統(tǒng)的成本、信號的可靠性會面臨較大考驗。而芯馳的產(chǎn)品設(shè)計了服務(wù)型的智能天線，用2根較為普通的數(shù)字信號饋線連接到鯊魚鰭即能很好的支持5G的C-V2X應(yīng)用，配合國密引擎，智能天線架構(gòu)可以在幾乎沒有信號衰減的情況下，把所有射頻信號數(shù)字化，通過網(wǎng)絡(luò)向車?yán)锏牟煌?jié)點(diǎn)定向分發(fā)。娛樂系統(tǒng)、儀表和自動駕駛系統(tǒng)可以共享這些數(shù)字化后的射頻通道。
L2+是正在發(fā)生的時代，L3-L5是未來的時代。2023年L3可能就會進(jìn)入量產(chǎn)，這恰好與芯馳的節(jié)奏契合，芯馳希望以對技術(shù)發(fā)展的準(zhǔn)確預(yù)判和務(wù)實(shí)的態(tài)度，在最佳的時機(jī)，踩住最準(zhǔn)的節(jié)奏。目前芯馳V9系列可以支持L2級別ADAS的主流應(yīng)用場景，下半年將發(fā)布高達(dá)200TOPS算力的最新一代V9“駕之芯”智能駕駛芯片。
芯馳是一家芯片供應(yīng)商，但在自動駕駛芯片上，芯馳芯片從設(shè)計之初就與Tier1合作伙伴配合，提供足夠的芯片性能，并開放豐富的接口，這是一般芯片廠商不會做的。芯馳也會向客戶提供完整的工具鏈和實(shí)現(xiàn)算法的方法。
關(guān)于自動駕駛芯片，大家現(xiàn)在往往關(guān)注的都是攝像頭清晰度是不是高，算力性能是不是強(qiáng)，往往忽略掉一件事——是否解決了實(shí)際應(yīng)用場景的痛點(diǎn)。舉個例子，在躲避障礙物上，如果用800萬攝像頭，在每秒鐘30 FPS的情況下，延時至少30毫秒，假設(shè)汽車在高速120km/h的行駛情況下，30毫秒的延遲，意味著車輛大約會行駛1米才能接收到攝像頭的反饋，然后通過算法做出相應(yīng)的停止或者躲避操作，這些延遲累加起來可能會使得障礙物的出現(xiàn)到車輛完成相應(yīng)的操作整個延遲在300-500毫秒，大概10-15米的行駛距離，如果是制動的話還要考慮車輛動力學(xué)和制動能力，可能需要30-40米才能完成安全制動。
芯馳V9系列適配豐富的傳感器接口，支持內(nèi)/近傳感器計算，實(shí)現(xiàn)了更低的延遲，能做到在100毫秒時間里完成基于多個傳感器和多幀的粗略物體檢測和指令下發(fā)。也就意味著同等條件下，3米左右，就能夠接收到攝像頭的反饋并做出相應(yīng)操作，給汽車留出了更多的操作距離和時間。
另外值得一提的是，作為一家芯片公司，芯馳也為芯片客戶提供了完善的自動駕駛和高級輔助駕駛軟件開發(fā)平臺UniDrive，該平臺提供穩(wěn)定高效的系統(tǒng)、用戶友好的軟件框架和開發(fā)編譯環(huán)境，還有針對不同場景的完整的參考設(shè)計，方便客戶快速地開發(fā)和適配智能駕駛系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)敏捷的驗證迭代。此前活動中，芯馳展示的AVP自動泊車就是基于UniDrive開發(fā)的可量產(chǎn)的自動駕駛方案。
此外，UniDrive還可以部署在芯馳MCU產(chǎn)品上獨(dú)立工作，或者與自動駕駛主芯片協(xié)同工作，不同模式可以自由選擇。
芯片關(guān)注度上升，主要因為“缺芯”，其中車廠保供壓力最大的是MCU控制芯片。芯馳的控制芯片E3的功能安全等級達(dá)到了ISO 26262 最高等級ASIL D級，放眼全球范圍內(nèi)，達(dá)到這一功能安全等級的芯片可謂少之又少。為了讓這款芯片達(dá)到功能安全最高等級，E3雖然在集成度上約是已推出的SoC芯片的十分之一，但是在研發(fā)和IP方面的投入上，卻是后者的兩倍以上。
以往的MCU芯片可以通過增加CPU、GPU來提升算力，但芯馳的MCU會考慮更多的實(shí)際應(yīng)用，例如做區(qū)域網(wǎng)關(guān)時，會做硬件的高處理引擎；做車身舒適性時，會做低功耗語音引擎；在做安全顯示、流媒體左右后視鏡時，會做到低延遲，降低操作系統(tǒng)的復(fù)雜度；在ePowertrain方面，芯馳做了一套基于硬件的算法，可以讓現(xiàn)有的系統(tǒng)在芯片層面實(shí)現(xiàn)精度提升。除此之外，E3還支持更加廣泛的應(yīng)用場景，具體在4月12日的芯馳發(fā)布上會提供更詳細(xì)的介紹。
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