當(dāng)我們激動(dòng)地談?wù)撐磥砥嚨臅r(shí)候,你可能會(huì)認(rèn)為完全自動(dòng)駕駛汽車這個(gè)想法真大膽,在多向前邁幾步,我們就能實(shí)現(xiàn)它。但事實(shí)上,我們還沒有走到那一步,有些懷疑論者甚至認(rèn)為前路困難重重,我們永遠(yuǎn)也不可能實(shí)現(xiàn)。但作為工程師,我們知道自動(dòng)駕駛一定能夠?qū)崿F(xiàn)。問題的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)還需要多久、最佳路線是哪一條以及需要付出多少成本。
我們展開一張地圖,看看可以如何從汽車電子設(shè)備的角度來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。首先要知道把所有不同的元件組合在一起實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接的安全性能是一項(xiàng)很大的工程。好消息是,我們已經(jīng)初窺門徑:今天的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)已經(jīng)包括了緊急制動(dòng)輔助、線控轉(zhuǎn)向和防撞等功能。如果想實(shí)現(xiàn)在每一輛車上都配備這樣的先進(jìn)技術(shù),相關(guān)系統(tǒng)必須先實(shí)現(xiàn)高性能、低成本和低功耗的目標(biāo)。而這正是協(xié)同設(shè)計(jì)鏈生態(tài)系統(tǒng)擅長(zhǎng)并且持續(xù)在優(yōu)化的領(lǐng)域。這些核心工程理念是一個(gè)指南針,將在地圖上為我們導(dǎo)航,引導(dǎo)我們最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。
汽車的開源開發(fā)
近期,雷諾正與 ARM 合作開放旗下 Twizy 車型的軟件和硬件架構(gòu)。開源開發(fā)可以加快新功能的研發(fā)速度并催生出不同的版本,這對(duì) ARM 生態(tài)系統(tǒng)來說是非常激動(dòng)人心的一步,汽車廠商可以與更多的半導(dǎo)體供應(yīng)商展開合作。我們的合作伙伴不斷挑戰(zhàn)極限,實(shí)現(xiàn)了大量汽車技術(shù)應(yīng)用案例——從最小的傳感器到最高的計(jì)算能力,滿足了功能豐富的車載信息娛樂系統(tǒng)(IVI)和 ADAS 的需求。ARM 與其合作伙伴將技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、工具應(yīng)用和軟件開發(fā)相結(jié)合,創(chuàng)造出具備可擴(kuò)展性和安全性的未來汽車體驗(yàn)。
對(duì)汽車電子設(shè)備設(shè)計(jì)來說,現(xiàn)在也許是最關(guān)鍵的時(shí)刻。一個(gè)由數(shù)據(jù)和技術(shù)驅(qū)動(dòng)的世界由此誕生。在這里,新的業(yè)務(wù)模式為用戶帶來全新的選擇和體驗(yàn)。確實(shí),隨著汽車自動(dòng)化的程度不斷提高,相較于駕駛本身,未來的駕駛體驗(yàn)可能越來越注重舒適性、娛樂性以及車主希望的一些特定性能。例如,小型城市汽車配備的某些功能如果出現(xiàn)在家用車或 SUV 身上可能顯得格格不入。使用多家供應(yīng)商可以加快研發(fā)速度并帶來更豐富的選擇。
我們剛才舉例說明了生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新可以如何幫助汽車設(shè)計(jì)師盡早研發(fā)出完全自動(dòng)駕駛的汽車,F(xiàn)在,我們來仔細(xì)研究一下 ARM 生態(tài)系統(tǒng)解決汽車兩大關(guān)鍵領(lǐng)域車載娛樂系統(tǒng)(IVI )和高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)的方法。這兩個(gè)領(lǐng)域也是自動(dòng)駕駛能否成功實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。
IVI 是連接汽車與外界的紐帶
朱尼普研究公司(Juniper Research)最近發(fā)表了一項(xiàng)新的研究,標(biāo)題為“M2M:2016-2021跨國(guó)企業(yè)、服務(wù)提供商和原始設(shè)備制造商的戰(zhàn)略和機(jī)會(huì)”。研究得出的結(jié)論是,未來五年,聯(lián)網(wǎng)汽車信息娛樂系統(tǒng)和遠(yuǎn)程信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將占據(jù)所有 M2M(機(jī)器對(duì)機(jī)器)數(shù)據(jù)流量的 98%。
這對(duì)汽車廠商和 IVI 芯片制造商來說意味著諸多挑戰(zhàn),比如散熱、面積和功耗方面的限制。這些挑戰(zhàn)是因?yàn)樾枨蟾佣鄻踊,需要為大尺寸屏幕供電、?shí)現(xiàn)觸感回饋、顯示多個(gè)來源的多個(gè)應(yīng)用等等。而移動(dòng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)此時(shí)就可以運(yùn)用到汽車領(lǐng)域:ARM 的低功耗處理器,結(jié)合big.LITTLE™ 技術(shù),讓制造商能夠?yàn)?IVI 體驗(yàn)提供穩(wěn)定的高性能。
由于 IVI 可以將用戶與外界聯(lián)系起來,因此通訊安全必須得到保障,應(yīng)用和車載軟件也必須及時(shí)更新。一個(gè)著名的案例是,黑客查理•米勒利用車載系統(tǒng)的一個(gè)安全漏洞侵入了一輛 Jeep,可見,數(shù)據(jù)安全有多么重要。行車安全也是一個(gè)問題,不少系統(tǒng)要考慮到駕駛員的安全問題,所以要滿足 ASIL B 或更高的標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)的選擇同樣重要,因?yàn)?IVI 應(yīng)用程序包含 GPS 導(dǎo)航、廣播、遠(yuǎn)程信息處理、視頻播放等功能,而這些功能的計(jì)算需求各不相同。為每一項(xiàng)任務(wù)選擇正確的處理器意味著減少散熱,進(jìn)而降低車上的冷卻需求,在減輕車重和降低成本的同時(shí)提高可靠性。
無(wú)縫駕駛艙體驗(yàn)離不開綜合運(yùn)算
沿著地圖前進(jìn),我們現(xiàn)在從駕駛艙內(nèi)部切換到車身的外圍來研究 ADAS。
ADAS 為整輛車分配情報(bào)
分析師們預(yù)測(cè), 2016 年到2025 年,普通轎車的車載計(jì)算能力將提高 100 倍,為 ADAS 和 IVI 功能提供更好的支持。 ADAS 需要綜合車身密布的各類傳感器發(fā)送的信息,將它們匯總到一個(gè)大型處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并作出實(shí)時(shí)決策,所以這個(gè)過程將會(huì)涉及海量的計(jì)算,雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波和攝像頭這些傳感器都是為了提升駕駛者的安全而設(shè)計(jì)的。
由于我們將駕駛員身份所要承擔(dān)的安全責(zé)任轉(zhuǎn)交給了汽車本身,因此,安全的操作在這里非常重要,ADAS 元件必須按照最高的安全標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì),其中不少都達(dá)到了 ASIL D 等級(jí)。
遍布車身各處的 ADAS 傳感器提升駕駛者安全
多樣化的功能意味著我們需要一套包羅萬(wàn)象的生態(tài)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)計(jì)算,讓原始設(shè)備制造商能夠?yàn)槊恳惠v汽車作出最好的選擇——無(wú)論是小型城市車、豪華轎車還是 SUV。主體元件必須尺寸緊湊而且高度集成,還必須能夠抵抗來自外部和內(nèi)部的干擾。如果你是利用汽車傳感器來判斷是否能夠超車,那么你一定希望不會(huì)有黑客入侵它。
由于管理多個(gè)處理器會(huì)受到成本、功耗和散熱方面的限制,所以ADAS與IVI在處理某一些任務(wù)的時(shí)候也有特定的需求,在 ARM 多樣化低功耗技術(shù)和基于標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的綜合生態(tài)系統(tǒng)支持下,無(wú)論什么車型或規(guī)格,原始設(shè)備制造商都可以滿足特定需求并實(shí)現(xiàn)輕松集成。
安全是每個(gè)人的責(zé)任
行車安全至關(guān)重要,因?yàn)榘踩坏┏鰡栴}就可能造成財(cái)產(chǎn)損失或人身傷害。同樣,媒體近來經(jīng)常提到的數(shù)據(jù)安全也是重中之重——它不僅事關(guān)行車安全,而且隨著黑客攻擊形式不斷進(jìn)化,我們還需確保在未來10-15年間,汽車也能時(shí)刻處于安全狀態(tài)。任何一家供應(yīng)商都無(wú)法憑借一己之力確保汽車的行車安全和數(shù)據(jù)安全,實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)需要生態(tài)系統(tǒng)中的多家企業(yè)通力合作,從硬件到軟件,從操作系統(tǒng)到汽車廠商都需要參與進(jìn)來。使用標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)可以幫助汽車廠商降低成本、提高可擴(kuò)展性并確保最快的上市時(shí)間。
ARM 為汽車系統(tǒng)提供全面的安全解決方案,為汽車技術(shù)的運(yùn)用提供可靠的安全基礎(chǔ),從傳感器到服務(wù)器,這些解決方案已經(jīng)成功應(yīng)用于數(shù)十億款手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和嵌入式應(yīng)用程序。在汽車安全解決方案領(lǐng)域的夢(mèng)之隊(duì)——ISO 26262 支持和 TrustZone 技術(shù)幫助下, ARM 為原始設(shè)備制造商和車聯(lián)網(wǎng)用戶奠定了值得信賴的基礎(chǔ)。
ARM 技術(shù)為汽車的未來奠定基礎(chǔ)
ARM 生態(tài)系統(tǒng)堅(jiān)持開展技術(shù)合作,提供更多樣化的解決方案,致力于合作研發(fā)安全的可擴(kuò)展芯片,滿足每一項(xiàng)功能所需的性能。這段旅程也許看來漫長(zhǎng),但是從微小的雷達(dá)傳感器到強(qiáng)大的 IVI 和 ADAS 控制器,自動(dòng)駕駛技術(shù)的未來將比你想象的更早到來。
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