域控制器在自動駕駛中的重要性

對于L3級以上自動駕駛來說，沒有一套性能優(yōu)秀的中央計算單元（域控制器），可能所有的傳感器和算法都成了擺設。

感知環(huán)境，數(shù)據(jù)處理，路徑規(guī)劃，并與云進行同步通信，不斷增加的傳感器數(shù)量，反過來需要更高性能和集成化的計算單元來維持對關鍵安全信息的無延時處理。

眾所周知，傳統(tǒng)的為每個新功能增加離散電子控制單元(ECU)的方法會增加E/E體系結構的復雜性并減慢關鍵安全信息的通信處理，從而影響自動駕駛車輛的性能。

此外，在車輛中，布線（線束）也是占據(jù)較大車身重量的部件。減少布線將導致重量減少，從而提高燃料效率。通過降低復雜性和成本，域控制架構和以太骨干網(wǎng)對于未來的E/E開發(fā)將是重要的。

從目前的體系結構來看，主要分為三層：傳感器的邊緣數(shù)據(jù)處理趨勢明顯，更高級的功能有集中式的微控制器單元（MCU）處理，而多傳感器融合數(shù)據(jù)則選擇有集中式的域控制器計算單元來負責。

而圍繞域控制器的競爭顯然已經(jīng)開始顯現(xiàn)出競爭激烈的苗頭。

繼采埃孚、偉世通、Aptiv、大陸集團之后，又一家傳統(tǒng)汽車Tier1 Veoneer（奧托立夫分拆）今天宣布開發(fā)了宙斯超級計算機——設計用于滿足L4自主駕駛的要求與Zenuity的自動駕駛軟件棧，基于NVIDIA Xavier。

宙斯是一個ADAS/AD ECU，融合來自攝像頭、雷達和其他傳感器的數(shù)據(jù)，建立在NVIDIA Xavier系統(tǒng)芯片上，通過集成6種不同的處理器，加速多種多樣的冗余算法，包括深層學習人工智能軟件，處理多達27個傳感器的數(shù)據(jù)。

目前，市場上在用的針對L1級輔助駕駛的，大多數(shù)仍是使用單獨的ECU控制。而ADAS ECU主要面向L2級自動輔助駕駛，用于LDW/LKA與AEB的融合處理，而到了L3級自動駕駛，AD ECU的需求就會開始爆發(fā)。

域控制器的市場啟動，也受益于高性能SoC處理器的出現(xiàn)，包括瑞薩的R-Car H3，NXP S32V，NVIDIA DRIVE PX等，而這些高性能處理器還必須滿足實時性、功能安全性和安全性的要求。

目前，對于域控制器搭載的SoC芯片也有很高的要求，比如：

以太網(wǎng)架構管理高傳輸數(shù)據(jù)量，包括時間敏感數(shù)據(jù)，并減少點到點布線。

LPDDR4/4x以高達3200兆位/秒及以上的數(shù)據(jù)速率工作，這加快了汽車級SoC中的DRAM操作。

MIPI標準，如MIPI相機串行接口和顯示串行接口，在成像和顯示應用中提供高性能的連接；

PCI Express，對4G或未來5G和外部SSD具有高可靠性的處理器到處理器的連接性。；

5G和IEEE標準，如802.11p，幫助提供到云和來自云的地圖或圖像的實時更新，以及車輛到車輛或車輛到基礎設施的通信。；

硬件和軟件中的安全協(xié)議，用于通過USB、WiFi或藍牙實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護；

傳感器和控制子系統(tǒng)卸載主機處理器并融合傳感器數(shù)據(jù)以管理傳感器提供的不同類型的傳感器數(shù)據(jù)；

更先進的制造工藝技術，從傳統(tǒng)的90納米、65納米和40納米到更先進的16納米、14納米甚至7納米的FinFET工藝。

使用的處理器將是異構的多核處理器，可能具有幾個內(nèi)核、GPU和千兆以太網(wǎng)通道。對于安全關鍵功能，如可信性檢查、監(jiān)視和結果驗證，額外的這些核心安全機制將被集成到芯片上，或者集成到板上的第二處理器。

目前，普遍的自動駕駛研發(fā)和測試采用的是傳統(tǒng)工控機，但基本上無法通過車規(guī)量產(chǎn)，同時功耗、體積都是其弊端。（業(yè)內(nèi)有句潛臺詞：看這家自動駕駛方案能否量產(chǎn)，打開后備箱看看是否是工控機，就可以輕松判斷。）

“我們看到了新的機會，來自于L3級及以上自動駕駛，他們需要多傳感器的數(shù)據(jù)融合?！眰ナ劳ㄊ紫瘓?zhí)行官Sachin Lawande表示，這家公司在今年初的CES展上推出了旗下第一款用于自動駕駛的多域控制器DriveCore。

DriveCore可無縫對接任何廠商提供的攝像頭、毫米波雷達及激光雷達傳感器。此外，還為防止控制器可能的過熱，DriveCore配備了一套復雜的液冷系統(tǒng)。

隨著L3級自動駕駛的大規(guī)模量產(chǎn)時間普遍預估在2020年開始，現(xiàn)在這些已經(jīng)推出域控制器產(chǎn)品的Tier1，將圍繞這一市場展開競爭。

目前，國內(nèi)也有包括德賽西威、經(jīng)緯恒潤、東軟睿馳、均勝電子、知行科技、環(huán)宇智行等不少廠商在研發(fā)和已經(jīng)推出針對不同自動駕駛等級的域控制器產(chǎn)品。

以目前量產(chǎn)的特斯拉AutoPilot2.0硬件平臺為例，這是一塊基于定制液冷散熱模塊的雙計算單元平臺（集成了自動駕駛和智能座艙兩大計算單元，在兩塊不同的板上，但放置于一個盒子內(nèi)。）

而一個好的域控制器架構，可以帶來未來硬件和軟件的復用，這將大大降低車輛的維護成本和用戶體驗。這在特斯拉上已經(jīng)有非常成熟的應用。

而從設計角度，多域控制器架構一是能夠?qū)鞲信c處理分開，傳感器與ECU不再是一一對應的關系，尤其對于OEM來說，可以隨意更換傳感器的供貨商（在標準協(xié)議的基礎上）；

二是平臺本身的可擴展性，能夠?qū)拥膫鞲衅黝愋团c數(shù)目并不固定，可以根據(jù)OEM的需求對應開發(fā)。

自動駕駛域控制器注重的是靈活可用，滿足B端客戶需求，因此在具體的實現(xiàn)方案上，會有多種選擇。域控制器在業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成共識，無論主機廠還是Tier1，都在發(fā)力。在下一代的車型中，或多或少都會加入一部分域控制器的概念。