Qualcomm NVIDIA NXP ADAS LiDAR FPGA Sensor Hub

欠缺標準化設計架構 汽車處理器廠商各顯神通

2020-03-19
迎接自駕車所帶來的龐大商機,汽車處理器廠商各自努力提供相對應方案,刺激汽車產業發展更上層樓,然而目前尚未有標準化設計架構,尚難預測哪一類型的設計會奪得主流寶座。

拓墣產業研究院分析師姚嘉洋指出,以目前在晶片領域皆有不同業者採取這兩種作法,NVIDIA採取的就是中央處理器處理所有感測資料,但如恩智浦(NXP)、德州儀器(TI)等,就會傾向採取分散式處理。後者的業者較多,細觀來看,由於自駕車與ADAS等,皆擁有不同類型與數量的感測器,如光達(LiDAR)、相機(Camera)與雷達(Radar)等,不同感測器在接收資料初期,就可以先將資料進行預處理,減少中央處理器或是車用Sensor hub的不必要的負擔。

以中央處理器處理所有感測器資料的作法來看,主要的特色就是利用運算效能強大的運算單元加上先進製程的協助,成就強大的運算效能並一次處理不同感測器的資料量,但中央處理器業者本身也必須要具備相關感測器領域的專業知識與相關的函式庫,加上車輛在實際行駛且車內有線網路的傳輸速度沒有問題的前提下,針對實際場景必須要做出的即時反應與正確性,也要有極為出色的表現。

分散式架構的設計理念,主要是來自傳統的機械式設計進入電汽化設計後所產生的必然結果,所以也不難發現投入該領域的半導體業者大多都是傳統的車用IDM業者,像是意法半導體(ST)、英飛凌(Infineon)、NXP與TI等傳統大廠。而近年來由於ADAS的興起,感測器的訊號處理也必須要即時做出反應,這類需求也讓如現場可編程閘陣列(FPGA)大廠賽靈思(Xilinx)有了切入機會。

如前所提,分散式架構的概念在於各個獨立的感測器系統的設計上,除了本身就有接受外界訊號的感測器元件以外,也會有相應的處理器元件以進行預處理,姚嘉洋觀察,這類元件不外乎是內建Cortex-A亦或是Cortex-M CPU的產品。如前所提,預處理可以減少中央處理器不必要的負擔,但相對的,感測系統預處理完後,要提供哪些資料給中央處理器,或許就是車廠OEM業者所要思考的課題,在減輕中央處理器運算負擔的前提下,在中央處理器的選擇上,就會有較多的方案可供挑選,從汽車的整體設計上會較為靈活。

NXP汽車電子事業部系統架構師王明達認為,未來的汽車中的電子化正在向區域集中式方向發展。在過去,汽車擁有幾十個控制器或處理器來處理/控制不同的系統。現在,汽車採用了多個域的方式進行電子系統布置,擁有若干個核心控制器來分別處理不同域的數據,並通過一個核心的網關來互相通訊。而未來,汽車將會有一個統一的「大腦」,直接處理和控制各個域,及其下轄的系統。

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