ADAS模块与半导体工艺技术发展解读

如Yole的分析师所说,进入新十年,“ADAS意味着正在帮助攀登2014年SAE定义的自动驾驶阶梯,并赢得了“L2”、“L2+”和现在的“L2++”的华丽表演。但就自动驾驶而言,现实也许还不是一回事。”虽然如此,整个行业也在这一过程中为全自动车辆(AV)实现最高水平的自动化积累着更多的经验。

文︱立厷

图︱网络

为了提高汽车的安全性,高级驾驶员辅助系统(ADAS)已经发展了十多年。将一组传感器(主要是雷达和摄像头)与强大的电子控制单元相结合,这项技术在过去十年中取得了很大突破。

美国《消费者报告》的研究表明,有57%的受访者表示,其汽车中至少有一项ADAS功能,这使他们没有发生车祸。漫漫车流当中,驾驶者少不了会低头看手机,抬头一看却发现前车踩了刹车。有了采用雷达和摄像头等关键传感器和部件的ADAS,就可以避免这种情况发生,保证汽车的安全功能。

学术研究也证明,自动紧急制动(AEB)能够将追尾事故减少40%,并能将相关死亡人数减少15%。高科技为“零愿景”(无事故驾驶)理念在全球传播做出了贡献。

ADAS功能渐成车辆标配

现在,ADAS功能在许多汽车上都已成为标配。美国国家安全委员会、J．DPower、AAA和消费者报告共同为这些ADAS功能命名。ADAS术语很多,以美国2020款丰田不同车型ADAS功能为例,就有:FCW(前方碰撞预警)、CABE(城市自动紧急制动)/HABE(高速公路自动紧急制动)、PED．AEB(行人自动紧急制动)、LDW(车道偏离警告)、LKA(车道保持辅助)、BSW(盲点警告)、RCTW(后方交叉路口警告)等。

2020款丰田ADAS功能

其中一些功能是监管机构强制要求的,而另一些功能则有助于汽车制造商提高汽车安全等级;不同地区监管机构对ADAS功能的强制要求也不一样。

不同地区监管机构的强制ADAS要求

ADAS对半导体要求越来越高

围绕着跨越2025-2026的车型,领先主机厂正在采用下一代架构。这意味着要明确这些车型的长相、内部结构、智能及其与未来发展方向的交汇点。

西门子数字工业软件公司负责自动驾驶和ADAS高级主管DavidFritz说:“主机厂已经顿悟,把精力花在对整个系统建模上会更有意义,这样就可以知道,当把所有部分放在一起时,将真正解决这个大而复杂的问题。它将汽车行业推向了用半导体制造智能手机、数字电视一样的领域,即先了解应用,然后去构建——而不是先构建,并相信它们都会组合在一起。”

汽车的功能越来越多,支持系统的芯片本身也变得越来越复杂。例如ADAS已不再是单独的域控制器,许多之前分开的功能已被集成在一起。Synopsys汽车IP部门经理RonDigiusepe说:“当行业继续从分布式架构整合到多SoC复杂功能时,控制器必须在一个集中的模块上执行多个ADAS功能,所以需要多核处理器。它还必须支持AEB或LKA等ADAS视觉应用。AEB将利用激光雷达和雷达等多种类型传感器和多种算法,如人工智能(AI)、基于视觉的算法。这就需要更复杂的处理,因此,这些ADAS域控制器中会用到16nm或14nmfinFET工艺芯片,而且还在向7nm甚至5nmfinFET工艺推进,以放入针对多个应用的多处理器核,比如8到12个Arm64位高端核,还有AI/视觉加速器、DSP加速器。”

从ADAS到自动驾驶汽车的经典五域架构

Arm最近发表的一份报告强调了向异构计算的迁移。车载ADAS等系统正变得越来越复杂和相互关联。Arm表示,需求的多样性既需要一种整体的电子设计方法,也需要更加异构的计算架构。