
技术前瞻——能源危机下辅助驾驶算力技术路线展望
ADAS高功耗、低效率所带来的能源危机
新能源车发热和能耗问题
根据中国国家应急管理部门统计,2022年第一季度,智能汽车发生自燃的事故一共发生了640起,平均1天有7辆电动车发生自燃。电动车起火的原因主要是以下几点:电池过热、电池老化、电池遭受碰撞、高负荷运行等等。其中,电池的高负荷运行是最严重的原因之一。
视觉算法算力的高功耗和低效率
随着特斯拉通过视觉算法来实现自动驾驶。各大Tier 1大厂纷纷进入算力的军备竞赛,算力不断加大,较大的算力需要消耗较高的功耗。
图1 视觉算法引发功率消耗问题
ADAS的多传感器融合策略
实际上自动驾驶领域,变化的区域占整个图像的很小一部分,大部分视觉数据是无用数据。传统的视觉处理花费了大量精力来处理这些无用的背景,这浪费了大量的算力和时间。采用事件处理系统,通过时间系统触发判断方式,可以提高100-1000倍的处理速度,减少运算量。
图2 多传感器融合技术策略
ADAS域架构多传感器融合技术
TSN可以比较精确的计算出传输线的时延问题。但是,如果主从设备采用自己独立的时钟,还会存在频偏问题,这就需要采用精度非常高的晶振来实现传输功能。基于成本等综合考虑,通常采用OCXO/VCXO+PLL的方式实现从设备时钟的频率锁定,与主时钟实现频率同步。
在ADAS应用中,采用TSN结合OCXO+锁相环的方式,就可以实现各传感单元和GPU/FPGA的时间同步,消除累计误差,实现时钟源的统一和多传感器完全融合。
不同技术算力的功耗对比
Microchip基于ADAS技术一揽子解决方案
在政策、互联网跨界竞争、消费者内在需求等因素驱动下,ADAS渗透率将快速提升。也有一些低端车型,也开始搭载部分ADAS功能,提升卖点。
Microchip基于时间敏感网络解决方案
Microchip推出LAN937X系列TSN交换器件。作为业界符合IEEE 802.1AS标准的功能的交换解决方案,可实现更低延迟的数据流量和更高的时钟精度。下一步,Microchip还会推出集成1000 BASE TI PHY的LAN969X系列产品。
TSN可以实现网络传输延迟,但是,由于时钟晶体存在频偏差异,可能引发不同节点之间的频率误差,为了解决频偏问题,人们通常会在节点中,采用PLL锁相环和VCXO来锁定时钟频率。同时,为了更进一步同步GPS的1PPS时钟,还需要同步1PPS时钟。Microchip的ZL307XX系列集成5个PLL ,支持1PPS,SYNCE。满足大部分以太网时间同步要求。目前,Microchip已经和部分车企展开合作,开始评估Microchip的时钟解决方案。
图13 Microchip TSN解决方案
LAN93XX搭配1000BASE-T1 PHY LAN887X,配合同步数字锁相环 ZL307XX的精确计时的IEEE 1588v2和IEEE 802.1AS-2020、用于多传感器时间同步,符合IEEE P802.1Qci、IEEE P802.1Qav等,可以满足ADAS实时联网的需求。针对低端市场,Microchip的LAN937X配合100BASE-T1 LAN8770,也可以满足客户需求。
除此之外,Microchip集成功能安全的MCU、DCDC、USB HUB、AES加密芯片,以及诸如CAN、LIN总线等,也是ADAS和汽车行业应用的主流方案。针对Microchip基于ADAS技术一揽子解决方案,Excelpoint世健都提供相应的技术支持和指导,降低视觉算法算力的功耗,提高效率,助力自动驾驶技术发展。