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0. 前言
1. 輔助駕駛功能的分級
1.1 實(shí)現(xiàn)L1和最基礎(chǔ)的L2功能
1.2 實(shí)現(xiàn)大部分L2功能，廠家宣傳“L2+”
1.3 實(shí)現(xiàn)L2+高速NOA
1.4 實(shí)現(xiàn)L2+高速NOA+城區(qū)NOA
1.5 實(shí)現(xiàn)L3
1.6 實(shí)現(xiàn)L4/L5
2. 輔助駕駛系統(tǒng)傳感器配置
2.1 基礎(chǔ)L2的傳感器配置
2.2 L2+的傳感器配置
2.3 L2+高速NOA的傳感器配置
2.4 L2+高速NOA+城市NOA的傳感器配置
2.5 實(shí)現(xiàn)L3的傳感器配置
3.1 自動駕駛芯片規(guī)格和市場劃分
3.2 自動駕駛芯片的設(shè)計(jì)和架構(gòu)
4.自動駕駛域控制器
4.1 自動駕駛域控控制器的典型框圖
4.2 自動駕駛域控制器的方案
3. 自動駕駛域控的未來——降本增效、艙駕一體、車路協(xié)同
4.寫在最后：輔助駕駛是不是偽需求
0. 前言
剛剛過去的2023上海車展我自然不會錯(cuò)過，除了給公司站臺，就是把輔助駕駛相關(guān)的參展商仔細(xì)逛了一遍，尤其是自動駕駛域控制器。于是想寫這篇文章，和大家交流一下感想。我會努力用一個(gè)簡單的邏輯，站在系統(tǒng)的角度，把自動駕駛域控制器要做什么、要怎么做進(jìn)行以及目前流行的方案做一個(gè)梳理。由于很多讀者朋友是學(xué)生或者剛轉(zhuǎn)行不久的新人，和以前一樣，我會盡量把文章寫得淺顯一些，并且鋪墊多一些。有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)可以直接跳第四章。
在汽車領(lǐng)域，分析或者介紹一個(gè)控制器，一般都從其最頂層需求（功能）入手。對自動駕駛域控而言，它的頂層需求是“實(shí)現(xiàn)一定的輔助駕駛功能”，一切都是為這個(gè)目標(biāo)服務(wù)的。受制于成本，不同的域控能實(shí)現(xiàn)的功能自然是不同的，于是對輔助駕駛功能需要分級介紹；為了實(shí)現(xiàn)這些輔助駕駛功能，還需要有不同的傳感器配置方案作為基礎(chǔ)；基于不同的傳感器配置，要選擇與之相匹配的自動駕駛芯片，確保芯片算力能夠?qū)崟r(shí)處理傳感器的海量數(shù)據(jù)；最后，不同的自動駕駛芯片進(jìn)行各種排列組合，就形成了目前行業(yè)內(nèi)琳瑯滿目的自動駕駛域控方案。以上，就是這篇文章介紹域控制器的邏輯主線。
圖1.邏輯主線
對于術(shù)語稱呼，標(biāo)題里說的“自動駕駛域控制器”，Advanced Driver Assistance System Domain Controller，嚴(yán)格來說得叫“輔助駕駛域控”或者“智能駕駛域控制器”，因?yàn)闃I(yè)界對ADAS和AD還是有比較明確區(qū)分的。但是似乎大家都叫“自動駕駛域控”，所以后面我就不嚴(yán)格區(qū)分了。
1. 輔助駕駛功能的分級
近年只要是關(guān)注汽車行業(yè)的，大多都聽說過SAE對自動駕駛進(jìn)行的L0至L5的分級定義[1]。
圖2. SAE自動駕駛分級
相關(guān)介紹文章很多，不再贅述。這里我想結(jié)合業(yè)界各家公司的實(shí)際宣傳現(xiàn)狀，做一個(gè)新分類。目前在國內(nèi)市場能實(shí)際買到的車型中，對自動駕駛類功能的豐富程度也可以分成五級：
1.1 實(shí)現(xiàn)L1和最基礎(chǔ)的L2功能
行車功能主要包括：
ACC自適應(yīng)巡航（全速域/非全速域）
FCW前向碰撞預(yù)警
AEB自動緊急制動
LDW車道偏離預(yù)警
LKA車道偏離輔助
LCC車道居中保持
泊車功能包括全自動泊車。
做到這些，整車廠就會宣傳車輛具備“L2輔助駕駛功能”。一般市面上十至十五萬級的車型都會配置。便宜一點(diǎn)的例子比如吉利帝豪S[2]這種十萬級車型也有（你沒看錯(cuò)，現(xiàn)在十萬的車型就有輔助駕駛了，卷出了天際）。需要注意的是，實(shí)現(xiàn)這些功能一般不需要自動駕駛域控制器。
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圖3. 帝豪S
1.2 實(shí)現(xiàn)大部分L2功能，廠家宣傳“L2+”
行車功能主要包括：
ACC自適應(yīng)巡航（全速域）
TJA交通擁堵輔助（ACC+Stop&Go+循前車軌跡）
ALC撥桿變道輔助
FCW前向碰撞預(yù)警
AEB自動緊急制動
RCW后方碰撞預(yù)警
RCTB后方橫穿制動
LDW車道偏離預(yù)警
LKA車道偏離輔助
LCC車道居中保持
ESA緊急轉(zhuǎn)向避障
BSD盲區(qū)預(yù)警
TSR交通限速識別
泊車功能包括APA全自動泊車和RPA遙控泊車。
雖然豐富了不少，但嚴(yán)格來說這些功能就是L2而已，但市場宣傳方面總得體現(xiàn)出和十萬級車型有區(qū)別吧，于是生造了個(gè)"L2+"的概念。具體車型例如領(lǐng)克01[3]。車價(jià)也來到了十五至二十萬這個(gè)量級。一般從這個(gè)階段開始，自動駕駛域控開始上車了。
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圖4. 領(lǐng)克01
1.3 實(shí)現(xiàn)L2+高速NOA
這一級車型，行車功能包括以上全部，加高速領(lǐng)航輔助，即高速NOA。泊車功能有的還會增加記憶泊車HPA等。很遺憾，這些功能還是屬于L2，但是車企這里就開始玩花活了，什么“L2++”、“L2.5”、“L2.9”還有什么“L2.99”都來了。目前能實(shí)現(xiàn)高速NOA功能的車型都在二十萬以上的。典型車型包括蔚來、小鵬、理想等等這些造車新勢力的絕大部分車型。比如蔚來EC6[4]（得選配大NP包）。
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圖5. 蔚來EC6
1.4 實(shí)現(xiàn)L2+高速NOA+城區(qū)NOA
這一級車型，行車功能包括以上全部，加城區(qū)領(lǐng)航輔助，即城區(qū)NOA。泊車功能基本與以上相同。進(jìn)行了城區(qū)NOA硬件預(yù)埋的車型一般都在二十五萬以上。事實(shí)上目前（2023年5月3日）推送了城區(qū)NOA功能的就只有小鵬G9、P7i[5]和P5（上海、廣州、深圳）以及北汽極狐阿爾法S·HI版（深圳、上海）、阿維塔11（深圳、上海）這5款車。當(dāng)然，其他包括蔚來、理想、智己、廣汽埃安等等一堆車企都宣稱會“很快”推送城區(qū)NOA。
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圖6. 小鵬P7i
1.5 實(shí)現(xiàn)L3
這個(gè)不用多說了，量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)L3功能的全球目前就奔馳S級(包括EQS)這一款車。另外一個(gè)本田L(fēng)engend只租不賣、而且產(chǎn)量也很小，感覺更多像是一個(gè)噱頭。我在德國的時(shí)候恰好參與了Drive Pilot[6]中一部分橫縱向控制功能（DTRQ+, Diamler的小伙伴們肯定知道）的量產(chǎn)設(shè)計(jì)工作，不過沒等量產(chǎn)我就撤了。感覺最后量產(chǎn)的性能和最初的設(shè)計(jì)要求相比還是做了妥協(xié)。
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圖7. 奔馳S級，來源Drive Pilot官網(wǎng)
1.6 實(shí)現(xiàn)L4/L5
另外，目前還沒有真正量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)L4功能的車型。通用汽車Cruise[7]倒是在美國舊金山、奧斯丁和鳳凰城三個(gè)地方開始了全無人商業(yè)出租車運(yùn)營，但是都只是在晚上至凌晨運(yùn)營，數(shù)量也比較有限。而且這外形一看就離大規(guī)模量產(chǎn)還很遠(yuǎn)。。。這種情況我們就不討論了。
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圖8. Cruise Poppy，來源Cruise官網(wǎng)
總結(jié)一下，根據(jù)輔助駕駛功能的豐富程度，我們可把輔助駕駛分成以下五級(不考慮L4/L5)：
表1：輔助駕駛功能
2. 輔助駕駛系統(tǒng)傳感器配置
上面把量產(chǎn)車型的輔助駕駛功能分了五個(gè)等級，每個(gè)級別的功能需要通過不同的傳感器配置方案來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然每個(gè)級別的傳感器方案不是唯一的，不同級別之間方案也有可能共用或者重疊。需要強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)現(xiàn)輔助駕駛功能不是靠堆傳感器。傳感器只是整個(gè)自動駕駛系統(tǒng)中的一小環(huán)。限于篇幅這里就不展開了。
我們這里挑一些最典型的情況介紹。
2.1 基礎(chǔ)L2的傳感器配置
實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)L2功能一般通過1V1R，即一個(gè)前視攝像頭和一個(gè)前向毫米波雷達(dá)就可以實(shí)現(xiàn)了。攝像頭負(fù)責(zé)前方車輛、弱勢交通參與者、車道線等的識別，毫米波雷達(dá)進(jìn)行感知融合。追求極致性價(jià)比的車型，只通過一個(gè)高清攝像頭也行，無非就是不融合了，性能表現(xiàn)稍微差點(diǎn)意思。常見的其他配置還包括1V3R(在1V1R基礎(chǔ)上增加兩個(gè)后雷達(dá)以獲得有限的后方感知能力)、1V5R（在1V3R基礎(chǔ)上再增加兩個(gè)角雷達(dá)）。
對于泊車功能，為了追求性價(jià)比，一般會搭載12個(gè)超聲波傳感器（USS）（下圖沒畫出來）。
圖9. 1V1R方案
圖10. 1V5R方案
圖片來自佑駕創(chuàng)新Minieye官網(wǎng)[8]
前面提到過，這么簡單的傳感器配置，算力要求不高，再加上突出性價(jià)比，一般也就不需要域控制器了，行車和泊車的控制也是完全分離的。
2.2 L2+的傳感器配置
要實(shí)現(xiàn)這些功能，典型的傳感器配置是5V5R12U。即在1V5R12U的基礎(chǔ)上，再增加4個(gè)廣角環(huán)視攝像頭。
圖11. 5V5R12U方案
圖片來自佑駕創(chuàng)新Minieye官網(wǎng)[9]
圖12. 環(huán)視攝像頭布置，圖片來源網(wǎng)絡(luò)
如上圖示，通過在車輛前保、后保/后尾門上方、左右后視鏡下方布置四個(gè)廣角環(huán)視攝像頭，可實(shí)現(xiàn)車輛近距離360度感知、可用以實(shí)現(xiàn)自動泊車，結(jié)合四個(gè)角雷達(dá)，能實(shí)現(xiàn)對行車盲區(qū)以及后方來車的監(jiān)控，最終實(shí)現(xiàn)L2+的功能。
2.3 L2+高速NOA的傳感器配置
實(shí)現(xiàn)高速NOA的方案也比較多。典型的方案是11V5R12U，或10V5R12U即在5V5R12U的基礎(chǔ)上，再增加一顆(或兩顆)前視攝像頭（長焦/主視）、一顆后視攝像頭和四顆周視攝像頭。
圖13. 11V5R12U方案
圖片來自佑駕創(chuàng)新Minieye官網(wǎng)[9]
其中，周視攝像頭一般放置在前翼子板或者轉(zhuǎn)向燈下方，用于進(jìn)一步增強(qiáng)側(cè)向盲區(qū)感知、對車輛加塞進(jìn)行感知等等。例如，下圖是我在上海車展上拍的阿維塔11的攝像頭布置。類似的攝像頭布置在哪吒S、小鵬P7i等車型上都有應(yīng)用。
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圖14. 阿維塔11的側(cè)面攝像頭布置，上海車展拍攝
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圖15. 小鵬P7i的11V攝像頭（不包括駕駛員監(jiān)控)布置，來源官網(wǎng)
但是就像我前面提到的，傳感器方案不是絕對的。比如吉利博越L使用6V5R12U(沒有布置周視攝像頭)的方案也實(shí)現(xiàn)高速NOA.
2.4 L2+高速NOA+城市NOA的傳感器配置
目前市場上量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)城市NOA、或者對城市NOA進(jìn)行了硬件預(yù)埋的車型，典型比如蔚小理、華為智選等等的車型，在實(shí)現(xiàn)高速NOA的傳感器配置基礎(chǔ)上，又加裝了激光雷達(dá)。不過有的比如蔚來ET7、理想L9等使用了一顆前向激光雷達(dá)、裝在前側(cè)正面上方；小鵬P7i使用了兩顆激光雷達(dá)，裝在前保兩側(cè)；阿維塔11裝了三顆激光雷達(dá)，分別位于正面和左右翼子板。
圖16. 典型的實(shí)現(xiàn)城市NOA的傳感器配置
圖片來自佑駕創(chuàng)新Minieye官網(wǎng)[9]
激光雷達(dá)這東西我沒實(shí)際上手玩過，說實(shí)話不了解為什么非得加激光雷達(dá)。據(jù)我所知現(xiàn)在各家激光雷達(dá)廠商都在血虧硬著頭皮賣激光雷達(dá)給這些主機(jī)廠，分明是不可持續(xù)的。
2.5 實(shí)現(xiàn)L3的傳感器配置
實(shí)現(xiàn)L3自動駕駛的瓶頸不在傳感器。以上的傳感器配置很多都是可以滿足L3需求了。事實(shí)上，奔馳DRIVE Pilot的傳感器布置是6V5R12U[10]，還不如國內(nèi)很多車型豐富。當(dāng)然，奔馳DRIVE Pilot也不支持城區(qū)NOA。
圖17. 奔馳L3自動駕駛Drive Pilot傳感器布置方案，來源官方手冊
總結(jié)一下，根據(jù)實(shí)現(xiàn)不同輔助駕駛的功能，傳感器配置有很多種方案。為了展示明晰，我們有如下幾類典型的傳感器配置：
表2.典型傳感器配置
3. 自動駕駛的靈魂——自動駕駛芯片
3.1 自動駕駛芯片規(guī)格和市場劃分
前面說完了實(shí)現(xiàn)不同輔助駕駛功能需要的傳感器配置。很顯然，不同的傳感器配置所需要的處理算力也是不一樣的。按照前面對輔助駕駛功能的分類邏輯，對應(yīng)到傳感器方案，我們可以延續(xù)將域控制器的算力需求歸納成幾類：
1V1R/1V3R/1V5R方案：最少需要4-5 TOPS算力；
5V5R12U方案：最少需要5-10 TOPS算力；
11V5R12U方案：這就不好說了，各家差異很大，一般需要十幾到一百多TOPS算力；
11V5R12+激光雷達(dá)方案：業(yè)內(nèi)一般認(rèn)為最少需要150TOPS算力；
這個(gè)不好說，這篇文章就不討論了。
有了以上這些基本的概念，自動駕駛域控制器即可依此進(jìn)行芯片選型了。為了獲得相應(yīng)算力，設(shè)計(jì)自動駕駛域控時(shí)可以選擇：
由多個(gè)低算力芯片疊加獲得所需算力；
直接選擇單個(gè)中高算力芯片獲得所需算力。
當(dāng)然，實(shí)際芯片選型要考慮的事情比這個(gè)多得多得多，限于篇幅這里不展開。那么現(xiàn)在市面上有哪些自動駕駛芯片呢？這又是一個(gè)卷得讓人懷疑人生的市場：
表3. 常見自動駕駛芯片匯總
| 序號 | 公司 | 芯片 | 算力 | 制程 | 量產(chǎn)時(shí)間 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | NXP | S32V | 4 | 16 | 2022 |
| 2 | TI | TDA4VM* | 8 | 16 | 2020 |
| 3 | TI | TDA4VH | 24-32 | 16 | 2023 |
| 4 | Mobileye | EyeQ5* | 24 | 7 | 2021 |
| 5 | Nvidia | Xavier* | 30 | 12 | 2020 |
| 6 | Nvidia | Orin* | 254 | 7 | 2022 |
| 7 | 高通 | Snapdragon Ride Flex 系列 | 幾十至幾百不等 | 5 | 2022 |
| 8 | 安霸 | CV22系列 | 等效算力10-20TOPS | 10 | 2019 |
| 9 | 安霸 | CV3-AD系列 | 等效算力500TOPS | 5 | 2022 |
| 10 | 安霸 | CV72系列 | 多種算力 | 5 | 2023 |
| 11 | 華為 | 昇騰310 | 16 | 12 | 2018 |
| 12 | 華為 | 昇騰910 | 640 | 7 | 2022 |
| 13 | 地平線 | J3* | 5 | 16 | 2020 |
| 14 | 地平線 | J5* | 128 | 16 | 2022 |
| 15 | 地平線 | J6 Family | 數(shù)百至一千 | 7 | 預(yù)計(jì)2024 |
| 16 | 黑芝麻 | A1000L | 16 | 16 | 2020 |
| 17 | 黑芝麻 | A1000 | 40 | 16 | 2020 |
| 18 | 黑芝麻 | A1000Pro | 106 | 16 | 2022 |
| 19 | 寒武紀(jì)行歌 | SD5223 | 16 | 不詳 | 不詳 |
| 20 | 寒武紀(jì)行歌 | SD5226 | 400 | 7 | 不詳 |
| 21 | 芯馳 | V9P | 20 | 16 | 2023 |
| 22 | 零跑（大華） | 凌芯01 | 4.2 | 28 | 2020 |
| 23 | 超星未來 | 驚蟄 R1 | 16 | 不詳 | 不詳 |
別看芯片種類琳瑯滿目，其實(shí)“目前”市場占有率高的芯片并不多，基本就是我在表中打了星號的這幾款：TDA4，EyeQ5，Xavier，Orin，J3和J5。當(dāng)然，未來這個(gè)市場是什么情況不好說。
從表中，我們可以粗略地把自動駕駛芯片按算力分成幾個(gè)市場：
中低算力市場：十幾TOPS以下，主打一個(gè)性價(jià)比。主要玩家是地平線J3、黑芝麻A1000L、TDA4VM等，互相有很強(qiáng)的可替代性，基本上是殺紅了眼的存在；
中端算力市場：大幾十到一百多TOPS，包括地平線J5、黑芝麻A1000、高通平臺系列芯片等等，這個(gè)市場目前地平線J5占據(jù)了較大優(yōu)勢，但是高通勢頭很猛；
高算力市場：Nvidia Orin，目前好像沒什么對手。
其他的什么地平線J6系列、黑芝麻A2000、Nvidia Thor之類的超大算力芯片，目前資料太少，不在分析的范圍內(nèi)。
總結(jié)一下，根據(jù)輔助駕駛功能的豐富程度、對應(yīng)不同傳感器方案，可將域控算力需求進(jìn)行分類如下：
表4.自動駕駛域控制器典型算力需求
3.2 自動駕駛芯片的設(shè)計(jì)和架構(gòu)
另外這里我想特別提醒的是，芯片設(shè)計(jì)、域控選型涉及到一個(gè)“雞生蛋，蛋生雞”的問題。它絕對不是芯片公司關(guān)起門懟幾個(gè)芯片出來，然后域控制造商就像點(diǎn)菜一樣拿著菜單選。
自動駕駛芯片在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就要和主機(jī)廠、Tier1充分溝通，一定是要站在系統(tǒng)的角度，通盤考慮自動駕駛功能、傳感器方案、整車E/E架構(gòu)、軟件架構(gòu)、功能安全、信息安全、域控硬件設(shè)計(jì)、可測性等等之后，才能形成最優(yōu)設(shè)計(jì)，這其中牽扯到幾乎是汽車產(chǎn)業(yè)全方面的資源協(xié)調(diào)。這也是為什么我們經(jīng)常在新聞里看到某芯片廠商、Tier1、整車廠又搞戰(zhàn)略合作又搞聯(lián)合發(fā)布等等。芯片設(shè)計(jì)是“攢局”，從來都不是“單打獨(dú)斗"。所以說，芯片是自動駕駛的靈魂吶。
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圖18. 地平線J5芯片
下面我們把一片自動駕駛芯片打開，看看它的系統(tǒng)框圖。這里就以今年最火的地平線J5為例。
圖19. 地平線J5系統(tǒng)框圖
圖片來自地平線官網(wǎng)[11]
從上圖我們可以看到地平線J5內(nèi)部分成幾個(gè)大塊，也是典型的自動駕駛芯片配置。其從左到右、從上到下依次是：
圖像輸入/輸出單元
CV引擎
兩個(gè)ISP（Image Signal Processing）核
兩個(gè)DSP核
兩個(gè)AI深度學(xué)習(xí)計(jì)算核心BPU
視頻編解碼單元
信息安全單元
鎖步核MCU構(gòu)成的安全島
內(nèi)存和存儲單元
外設(shè)接口單元
其中BPU負(fù)責(zé)AI深度學(xué)習(xí)的計(jì)算，A55負(fù)責(zé)一般的邏輯計(jì)算，比如傳感器融合，MCU負(fù)責(zé)進(jìn)行高功能安全等級的邏輯判斷、診斷等等。
再比如從TDA4VM的系統(tǒng)框圖中，也能看出它包含圖像輸入輸出編解碼單元、DSP核、用于進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的MMA（Matrix Multiplication Accelerator矩陣乘法加速器, 類比于地平線的BPU）、2個(gè)高性能A72核、6個(gè)R5核，其中有一對鎖步R5核位于安全島、信息安全單元、內(nèi)存/存儲和外設(shè)接口。這類異構(gòu)SoC（將A核/R核/M核/DSP/深度學(xué)習(xí)加速器等等集成在一個(gè)SoC中）在基本單元上是有很強(qiáng)共性的。
圖20. TDA4VM系統(tǒng)框圖
圖片來自德州儀器官網(wǎng)[12]
4.自動駕駛域控制器
4.1 自動駕駛域控控制器的典型框圖
首先介紹一下典型的自動駕駛域控制器構(gòu)成。
圖21. 自動駕駛域控制器的典型系統(tǒng)框圖
一般而言，一個(gè)自動駕駛域控包括以下部分：
自動駕駛芯片，也就是AI SoC (System on Chip)，它主要用來進(jìn)行攝像頭圖像處理，通過深度學(xué)習(xí)算法，輸出目標(biāo)識別列表，也可以用來實(shí)現(xiàn)傳感器融合、軌跡預(yù)測、環(huán)境模型搭建、自車定位等功能。
Safety MCU，用來進(jìn)行高功能安全等級的邏輯運(yùn)算。一般車輛的規(guī)劃與控制、通信、診斷以及域控制器的對外接口等功能會運(yùn)行在MCU中。這里有人可能會問，自動駕駛芯片中不是自帶安全島（也就是鎖步核）嘛，為什么還需要外置MCU？誠然，對于一部分應(yīng)用場景而言，自動駕駛芯片內(nèi)置的安全島確實(shí)夠用了，這就是后面會提到的域控制器“單芯片”方案；但是對于復(fù)雜一些的場景，內(nèi)置安全島的算力就不夠了，智能通過外置MCU來實(shí)現(xiàn)。
eMMC/Nor Flash/Memory，存儲芯片；
Des 視頻解串芯片，將攝像頭的原始圖像解串供自動駕駛芯片處理；
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)芯片；
后面我們會看到域控制器方案具體會有很多種形態(tài)，但是無非就是這些典型內(nèi)容的排列組合。
4.2 自動駕駛域控制器的方案
這里我們繼續(xù)參照前面對自動駕駛功能的分類邏輯為主線來梳理。
4.2.1 實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)L2功能：
1V1R/1V3R/1V5R感知方案，最少需要4-5 TOPS算力。這個(gè)需求一般就通過低成本的前視一體機(jī)或者智能攝像頭搭配毫米波雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)。一般基于J2、J3或者M(jìn)obileye的各種中低算力芯片設(shè)計(jì)，不需要配置域控制器。主控ECU可以是前視一體機(jī)，在有些方案（比如博世的一些古早的方案中）甚至可以是雷達(dá)。
例如大陸Conti基于J3芯片設(shè)計(jì)的前視一體機(jī)，目前已在十五萬級的長安深藍(lán)SL03上量產(chǎn)。另外前文提到的十萬塊的博越S，也通過裝配博世智能攝像頭+毫米波雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)L2功能。
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圖22. 大陸芯智駕8M像素前視一體機(jī)，來源網(wǎng)絡(luò)
這類方案中，如果車輛還具備泊車功能，一般就是通過另一個(gè)單獨(dú)的泊車控制器來實(shí)現(xiàn)，不再展開。
4.2.1 實(shí)現(xiàn)L2+以及泊車功能：
5V5R12U感知方案，最少需要5-10 TOPS算力。從這里開始，域控就進(jìn)入了主戰(zhàn)場。今年還開始流行通過“分時(shí)復(fù)用”等等方式極簡壓縮芯片數(shù)量和成本。于是這類型的域控也就相應(yīng)的有下面一些典型方案：
i) 單TDA4行泊一體方案
使用一顆TDA4來實(shí)現(xiàn)行泊一體，用TDA4自帶的MMA做深度學(xué)習(xí)計(jì)算、視覺處理等，用一對高性能A72核做傳感器融合、環(huán)境建模、軌跡預(yù)測等，再使用TDA4自帶的R5鎖步核實(shí)現(xiàn)車輛規(guī)控、以及自動泊車等功能（參見前文TDA4VM系統(tǒng)架構(gòu)框圖）。
例如福瑞泰克ADC15就采用這樣的設(shè)計(jì)思路：
圖23. 福瑞泰克ADC15行泊一體域控系統(tǒng)架構(gòu)，上海車展拍攝
除了福瑞泰克，采用單TDA4自動駕駛域控方案的廠商很多：德賽西威[13]、MAXEYE[14]、知行科技[15]、易航智能、東軟睿馳、Minieye等等都有相關(guān)產(chǎn)品，但是可以想象對于這種硬件方案，軟件開發(fā)的難度是非常高的。硬件倒是簡化了，如果軟件玩不轉(zhuǎn)也是不行的。有消息稱福瑞泰克以后單SoC方案也要改成基于單J3[16]。
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圖24. 知行科技單TDA4行泊一體域控IDC Mid
ii) 單J3+MCU方案
宏景智駕是業(yè)內(nèi)第一個(gè)推出單J3行泊一體域控的廠家[17]，因?yàn)镴3本身不帶鎖步核（內(nèi)部只有一個(gè)R5核），為了滿足功能安全的要求，使用單J3一般都得外掛一個(gè)MCU做規(guī)控/通信/診斷，TC297/TC397是常見的選擇。今年車展上本土芯片廠商異軍突起，也有J3搭配芯馳E3（芯馳E3本身也是基于R5核設(shè)計(jì)的[18]）作為MCU的解決方案。
圖25. 單J3+MCU（TC397）架構(gòu)框圖，來自映馳科技官網(wǎng)
其他類似產(chǎn)品還有Minieye的iPilot 2[9]、以及映馳科技為哪吒U-II量產(chǎn)的單J3行泊一體域控[19]、縱目科技Amphiman3000、四維圖新行泊一體（單J3+瑞薩RH850）、禾多科技HoloARK1.0單J3版等等。
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圖26. 宏景智駕單J3行泊一體域控
iii) 單黑芝麻A1000L+MCU方案
把J3換成了黑芝麻A1000L，搭配TC397。域馳智能IDDC行泊一體域控采用了這個(gè)方案，最多支持2路8M/2M攝像頭和4路2M/1M環(huán)視攝像頭。保隆科技也有一款同方案域控展示。框圖我就不放了。感覺距離量產(chǎn)還遠(yuǎn)了去了，不是主流方案。
除此之外單小算力芯片+MCU的方案還有很多，比如大家比較熟悉的Mobieye EQ3/EQ4等等，甚至還有用FPGA的，比如博世已作古的域控制器DASy。
4.2.2 實(shí)現(xiàn)L2+高速NOA功能：
典型為11V5R12U方案，十幾到一百多TOPS算力需求。前面提到過，要獲得這些算力，可以堆小算力芯片或者選大算力芯片。
需要說明的是，有的車型20萬不到也提供城市NOA功能。其中已經(jīng)量產(chǎn)的就有吉利博越L，使用6V5R12U方案：取消了周視攝像頭，增加了一個(gè)250萬像素后視攝像，環(huán)視升級成3百萬像素[20]。博越L域控制器使用了J3+TDA4的架構(gòu)。
i) J3+TDA4方案
圖27. 福瑞泰克ADC20域控架構(gòu)框圖，上海車展拍攝
在這個(gè)架構(gòu)下，J3用于處理前視攝像頭，TDA4用來處理環(huán)視、感知融合、高精地圖定位等等，MCU(TC397)實(shí)現(xiàn)規(guī)控。
多說一句，除了博越L，還有其他車型也使用6V5R12U的傳感器配置，比如威馬W6(雙目前視：主攝像頭+遠(yuǎn)焦攝像頭)[21]、五菱Kiwi EV（雙目兩百萬前視）[22]不過貌似他們目前沒有提供高速NOA功能。PS：威馬都涼了估計(jì)是提供不了了吧....
ii) 雙TDA4方案
把J3換成TDA4，就有是雙TDA4行泊一體方案，這也是很流行的架構(gòu)設(shè)計(jì)。百度ANP2.0[23]、大疆智能D80方案[24]（五菱Kiwi EV量產(chǎn)使用）、MAXEYE、易航智能（雷諾江鈴-羿 、上汽大通等量產(chǎn)使用）都有雙TDA4架構(gòu)的產(chǎn)品。甚至TI官方都給出了使用雙TDA4實(shí)現(xiàn)前視、環(huán)視、周視融合的應(yīng)用建議手冊[25]。
圖28. TI官方提供的雙TDA4實(shí)現(xiàn)行泊一體攝像頭系統(tǒng)處理框圖（之一）
ii) 雙J3+MCU方案
目前已知的量產(chǎn)使用雙J3+MCU方案的只有宏景智駕為2021款理想One提供的域控。地平線官方是沒有提供雙J3的參考設(shè)計(jì)的，但是可以在三J3方案上裁剪。而且這套域控也不支持11V5R。有傳言說21款理想One變道輔助根本不是靠攝像頭實(shí)現(xiàn)的，具體設(shè)計(jì)不是很不清楚。
iii) 三J3+MCU方案
地平線官方提供三J3+MCU（TC397，或者升級為異構(gòu)SoC NXP S32G）的參考設(shè)計(jì)，并且通過幾家IDH（授權(quán)硬件合作伙伴，即映馳、金脈、天準(zhǔn)）提供域控制器整機(jī)。
圖29. 地平線三J3參考設(shè)計(jì)框圖，來自官網(wǎng)
上圖是官網(wǎng)的參考設(shè)計(jì)。在是忍不住吐槽這個(gè)圖畫的是真爛。大家畫圖時(shí)候一定要注意遵循一個(gè)原則：一類圖形只能表示一類實(shí)體。圖中既然已經(jīng)用矩形方框來表示芯片實(shí)體（“MCU”、“J3#1”），就不能再用同樣的矩形方框來表示功能實(shí)體（“控制”、“感知balabala”）了，不然只會讓人看得很迷惑，要反應(yīng)幾秒鐘才能理解是什么意思。
圖30. 三J3+S32G行泊一體方案DCU3.0框圖，來自映馳科技官網(wǎng)
上圖是映馳科技三J3+S32G的方案?？梢钥闯觯阂活wJ3負(fù)責(zé)8M主相機(jī)處理、一顆J3負(fù)責(zé)周視和后視處理，第三課J3負(fù)責(zé)環(huán)視處理，最后由S32G中的M7核負(fù)責(zé)規(guī)控（S32G中有三對M7鎖步核[26]）。
不過三J3方案似乎還沒有量產(chǎn)車型采用？如果有誰知道可以留言告訴我。
iv) 雙J3+TDA4方案
把地平線官方三J3方案中的一顆J3替換成TDA4，就形成了雙J3+TDA4方案。然后還可根據(jù)實(shí)際情況決定是不是再需要一顆MCU。禾多科技HoloArk1.0似乎就采用了這樣的架構(gòu)，這是我上海車展上拍的圖，疑似雙J3+TDA4+TC397。事實(shí)上這篇文章[27]也支持這樣的架構(gòu)。GNSS定位使用了uBlox F9K。
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圖31. 禾多科技HoloArk1.0裸板，上海車展實(shí)拍
不過這塊板子。。。好歹這是上海車展啊喂，非得擺一塊有好幾條飛線的板子來展示。。。。
v) Nvidia Xavier + MCU
Xavier畢竟是Nvidia上一代主力輔助駕駛芯片，在全球出貨量是相當(dāng)大的。國內(nèi)而言，德賽西威IPU03控制器即使用此方案，在小鵬P7等車型上量產(chǎn)。
圖32. 德賽西威IPU3.0，來源網(wǎng)絡(luò)
vi) 單J5 + TDA4或S32G等等一堆
單J5方案是目前業(yè)界比較火的行泊一體域控方案，同時(shí)也有地平線官方參考設(shè)計(jì)支持。一般使用J5+S32G。也可根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況搭配TDA4、TC397甚至是芯馳E3。比如上海車展上禾多的同學(xué)就跟我說，泊車算法做在TDA4里可復(fù)用的資源比較多，于是就在J5基礎(chǔ)上搭一顆TDA4。
使用單J5方案的廠商和產(chǎn)品實(shí)在是太多了，禾多HoloArk2.0、大陸ADC615、縱目科技Ampheman 8000、映馳、東軟睿馳、Minieye....數(shù)不過來。
J5域控的系統(tǒng)框圖我實(shí)在是沒在網(wǎng)上找到有開源的，所以也就不畫了。
圖33.?映馳開放式計(jì)算群，來源網(wǎng)絡(luò)
vii) 黑芝麻A1000+MCU
把J5替換成黑芝麻A1000就能得到相應(yīng)的行泊一體域控。吉咖智能、德賽西威ICP Aurora智能駕駛平臺、清智科技、德馳等等各色公司都有產(chǎn)品推出，目前黑芝麻官宣在紅旗EQM和江淮思皓品牌中量產(chǎn)。
4.2.3 實(shí)現(xiàn)L2+高速NOA+城市NOA功能：
實(shí)現(xiàn)這一層級的功能，業(yè)界普遍認(rèn)為需要150T以上的算力支持。目前支持城市NOA功能的車型都配備了激光雷達(dá)，這也為域控的算力提出了更高要求。
i) 雙黑芝麻A1000 + MCU
圖34. 黑芝麻官方雙A1000行泊一體參考設(shè)計(jì)，上海車展實(shí)拍
這沒啥好說的，就是堆算力唄。
ii）雙J5+MCU
圖就不畫了，跟雙A1000差不了多少。兩顆J5可以實(shí)現(xiàn)高度冗余，其中一顆可以處理8M前視、周視、以及融合，一定程度上實(shí)現(xiàn)BEV算法，另一個(gè)J5也能處理8M長焦前視、周視、環(huán)視等等，還能分一點(diǎn)算力給激光雷達(dá)（要看整車掛幾顆激光雷達(dá)了），規(guī)控還是在MCU里做?；旧暇褪沁@個(gè)套路。
這個(gè)方案也有地平線官方參考設(shè)計(jì)，也被廣泛使用。
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圖35. 采埃孚J5域控，上海車展實(shí)拍
采埃孚、東軟睿馳、Minieye、易航智能等等都有使用雙J5或多J5芯片的高階域控制器。
iii）多J5+多TDA4+多MCU
福瑞泰克ADC30域控，這堆的可以啊，3個(gè)J5+2個(gè)TDA4VH再外掛兩個(gè)TC397。反正缺算力就是堆唄。
圖36. 福瑞泰克ADC30架構(gòu)圖，來源網(wǎng)絡(luò)
iv）單Orin + MCU
Nvidia Orin是目前全球量產(chǎn)最多的大算力域控芯片。大量自動駕駛公司都在使用Orin作為域控的主芯片。
圖37. 單Orin開發(fā)板框圖，來自官方開發(fā)板手冊
v）多Orin 方案
德賽西威IPU04雙Orin域控已經(jīng)在理想L9上量產(chǎn)。博世在拋棄了DASy域控產(chǎn)品以后，新一代高階域控也是基于雙Orin芯片設(shè)計(jì)。蔚來新一代“Adam”計(jì)算平臺，直接上了4顆Orin。
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圖38. 德賽西威IPU04域控，來源網(wǎng)絡(luò)
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圖39. 博世新一代高階域控， 上海車展實(shí)拍
大算力方案這一塊，公開的資料太少。就寫這些吧。反正量產(chǎn)的也少-_-!!!
最后總結(jié)一下：
表5.自動駕駛域控制器方案
3. 自動駕駛域控的未來——降本增效、艙駕一體、車路協(xié)同
前面洋洋灑灑寫了一萬字，現(xiàn)在我們來說說自動駕駛域控的未來。我認(rèn)為自動駕駛域控在未來五到七年里，一定會朝著三個(gè)方向發(fā)展，也就是標(biāo)題里寫的：降本增效、艙駕一體、車路協(xié)同。
降本增效這個(gè)自不必說，現(xiàn)在每個(gè)車企的降本壓力都非常大，像最后幾節(jié)描述的那樣無限堆算力、堆激光雷達(dá)一定是不可持續(xù)的，整條產(chǎn)業(yè)鏈都耗不起。比如現(xiàn)在的激光雷達(dá)企業(yè)，哪個(gè)不是淌著血在給整車廠供貨？未來自動駕駛域控需要的，是用最小的算力、最少的芯片和最簡單的傳感器方案來實(shí)現(xiàn)輔助駕駛功能，誰能最先淌出這樣一條路（比如前文提到的宏景單J3行泊一體、福瑞泰克的6V5R12U實(shí)現(xiàn)高速NOA，以及百度ANP2.0雙TDA4實(shí)現(xiàn)高速NOA等等），誰就能笑到最后。當(dāng)然這里面臨著對基礎(chǔ)軟件和中間件的深度定制、功能安全的博弈、對用戶體驗(yàn)的取舍以及市場宣傳的技巧等等難點(diǎn)，是個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。
艙駕一體的本質(zhì)其實(shí)還是降本增效?！凹杏蚩亍笔遣豢赡娴内厔?。事實(shí)上，今年上海車展上已經(jīng)有很多企業(yè)推出了艙駕一體域控，只不過還是生硬的把智能駕駛芯片和智能座艙芯片放在一個(gè)PCB板上，比如東軟睿馳（TDA4+高通8155）、縱目科技（J3+芯馳X9或高通8155）等。未來使用低成本單芯片實(shí)現(xiàn)基本的智能駕駛和智能座艙功能一定會在兩三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)，而使用超大算力單芯片搭配基礎(chǔ)冗余系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高階輔助駕駛+全車駕艙功能會成為高端市場的玩法。黑芝麻前段時(shí)間推出了艙駕一體芯片武當(dāng)C1200，就在這個(gè)領(lǐng)域做出了嘗試。艙駕一體這個(gè)是大勢，阻止不了的。
把目光放得再遠(yuǎn)一點(diǎn)，如果我們看2030，那么車路協(xié)同將會成為自動駕駛域控的主題?！巴ㄟ^車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)輔助駕駛預(yù)警”將在2024納入C-NCAP評價(jià)規(guī)程，這已經(jīng)引起了各大整車廠和T1的注意。永遠(yuǎn)不要懷疑中國的基建能力，車聯(lián)網(wǎng)路側(cè)設(shè)施建設(shè)如果全速鋪開，最多也就是2、3年就能把重點(diǎn)城市+干線高速覆蓋了。把車聯(lián)網(wǎng)通信和車規(guī)級GNSS定位納入域控已經(jīng)成為新的趨勢，并且國內(nèi)已經(jīng)有幾家整車廠開始做這方面的概念驗(yàn)證項(xiàng)目。當(dāng)然，無線通信進(jìn)入自動駕駛域控一定會對功能安全提出巨大挑戰(zhàn)，但這并不是不能克服的：畢竟毫米波雷達(dá)的本質(zhì)不也是無線通信嘛！
于是一個(gè)2030年的自動駕駛域控，應(yīng)該是單艙駕一體芯片+車聯(lián)網(wǎng)（V2X+5G+GNSS）模組+網(wǎng)關(guān)芯片，取代掉目前的自動駕駛域控+座艙控制器+T-Box+整車網(wǎng)關(guān)+組合慣導(dǎo)盒子+V2XOBU，讓我們拭目以待吧。
4.寫在最后：輔助駕駛是不是偽需求？
別看自動駕駛域控現(xiàn)在呈現(xiàn)出百花齊放的繁榮態(tài)勢，其實(shí)搭載輔助駕駛、特別是L2+功能的車輛占汽車市場的比重還是不高（但是在快速增長），如果看實(shí)際使用率就更低了。而且輔助駕駛傳感器顯著提升了車輛輕微事故的維修成本。前陣子小鵬P5車主輕微擦掛了前保，結(jié)果需近萬元維修激光雷達(dá)的新聞很快就會成為“常態(tài)”。究竟有多少消費(fèi)者愿意為輔助駕駛買單、這個(gè)生意究竟賺不賺錢目前還是未知之?dāng)?shù)。
我堅(jiān)信，長遠(yuǎn)來看自動駕駛一定能構(gòu)成商業(yè)閉環(huán)，關(guān)鍵是這個(gè)“長遠(yuǎn)”究竟有多遠(yuǎn)。畢竟第一輛使用鉛酸電池、可循環(huán)充電、能跑40km/h的“新能源”電動車，可是1982年，不！1882年就問世了。
工商網(wǎng)監(jiān)
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