浅析ADAS域控制器关键组件

发布时间:2023-02-01  

CPU

在CPU选型上,各家域控制器为达到NOP/NGP等L2+级高阶ADAS功能,均在追求大算力芯片,目前应用较多的是英伟达Xavier和Orin。英伟达的Xavier和Orin都内置立体双目硬核加速,可以直接硬线输出视差图(Disparity map),还有光流加速模块,立体双目的光流效果比单目好很多,对立体双目企业来说,最核心的软件资产是立体匹配算法,大部分都是半全局匹配,但要真做的好,需要长时间摸索。

d212f45e-96d8-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

英伟达Orin芯片基本参数,图片来源:NVIDA官网

深度图的计算主要是CPU的工作。深度图之后是自由空间(Freespace)计算,主要由GPU负责。


域控制器里的MCU

一般来说,ADAS域控制器用的MCU都是由英飞凌或NXP提供,特别是英飞凌的TC297X/397X系列,市场占有率很高。瑞萨、英飞凌和NXP的主流MCU都达到ASIL-D级标准,如大疆ADAS域控制器工程样机的MCU采用德州仪器TMS570LC4357,该芯片2014年推出,未通过ASIL认证,只有AEC Q-100认证。 

2024年下半年,英飞凌计划开始量产采用28nm技术工艺的新AURIX TC4xx。AURIX TC4xx系列微控制器主要面向大量数据吞吐类应用,如高级辅助驾驶系统、各个域控制器、新能源和网关系统等。

d317c9b0-96d8-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

英飞凌TC4xx架构图,图片来源:英飞凌官网

MCU非常重要,这是保证域控制器达到ASIL-C/D级认证最重要的一环。

接口

ADAS域控制器需要丰富的接口(视频接口、以太网接口、CAN接口等)来连接各种传感器设备,如:摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、组合导航、IMU以及V2X模块等。摄像头接口一般采用GMSL、LVDS、FPDLink等协议,毫米波雷达一般采用CAN/FD通讯,而激光雷达需要上传大量的数据多采用以太网接口。


在大疆ADAS域控制器载板MCU上方是两个以太网交换机,即Marvell的88EA6321,左边是一个硬盘SATA接口,用Marvell的88SE9171芯片将SATA转换为PCIe接口,绝大部分开发板都不带SATA接口,一般都用USB接口。88SE9171旁边还有一个台湾华邦Winbond的W25Q64JV,这是一个NOR Flash,容量为64Mb,应该是存储了简单的硬盘驱动程序。 

Marvell第一代车载以太网交换机88EA6321,是7端口以太网千兆性能交换机,充分符合IEEE802.3车载标准,支持AVB(音频/视频桥接功能),并支持低能耗以太网,可降低功耗。该款7端口以太网交换机集成了2个IEEE 10/100/1000BASE-T/TX/T端口、2个RGMII/xMII(这2个端口可配置成1个 GMII)端口和1个SGMII/SerDes端口。该交换机提供远程管理功能,可轻松连接和配置该设备。它通常是在主处理器和MCU之间的桥梁,也就是英伟达Xavier和德州仪器TMS570LC4357。 

88EA6321是Marvell早期产品,目前Marvell的以太网交换器已经演进到第三代,不过Marvell比较先进的产品通常只和大厂合作。88EA6321目标市场是对安全要求不太高的场合,如车身控制器、Infotainment控制器和网关。最高也只支持1G,虽然特斯拉也在用这颗芯片,即使大众这样的传统车厂的新产品不会用如此低带宽的交换机,目前最先进的设计,最高已经支持10G,也就是千兆以太网,一般也支持到2.5G。 

某些点云密度高的激光雷达,峰值速率可能会超过每秒100M,88EA6321不适合接点云密度高的激光雷达(用CAN更不可能了,CAN最高可用的只有0.5M带宽),而目前主流的毫米波雷达都是CAN或CAN-FD接口,极少数4D毫米波雷达可选以太网输出,默认一般是CAN-FD。


存储

消费电子领域相同,车端开始规模化采用LPDDR DRAM、UFS、eMMC等高速存储器件,以满足ADAS域控制器的系统、软件级算法对数据传输与存储需求。目前,主流域控制器存储组合主要采用“LPDDR+UFS”的形式,与手机端存储组合一致。


域控用存储,美光走在了行业前列。其在2021年6月,美光推出首款车用UFS 3.1内存设备产品组合,更具成本/密度优势。美光UFS 3.1的数据读取性能是上一代 UFS 2.1的两倍,连续写入性能提高了50%,可满足3级以上ADAS系统和黑匣子应用中不断增长的传感器和摄像头数据对于实时本地存储的需求。理想L9 ADAS域控制器,便搭载了美光车规级LPDDR5 DRAM内存和基于3D TLC NAND技术的UFS 3.1存储芯片。截至目前,美光LPDDR5是业界唯一一款获得汽车安全完整性等级ASIL-D认证的内存产品。 随着车辆智能驾驶辅助等级提高,及高速/城市NGP、自动泊车AVP等功能的逐步应用,将进一步带动车规DRAM容量、带宽及产品要求。


容量方面,根据美光的数据,L1/2级汽车单车DRAM容量需求约8GB,L3级和L5级则分别提升至16GB和74GB。


带宽方面,L2级DRAM带宽一般为25-50GB/s,L3级时带宽可达200GB/s,L4级之后带宽将提升至1TB/s。


产品方面,L2级主要采用基础的DDR2/DDR3,现阶段L2开始向L3升级,DRAM也将逐步往DDR4/LPDDR4/LPDDR5/GDDR5切换。


UFS层面,UFS由JEDEC特别定义为e-MMC的高性能存储器替代品。它已经成为主要的智能手机解决方案,并持续迁移到车载应用和其他应用当中。UFS最终将超越e-MMC,成为主要的车载应用存储解决方案。


解串行

解串行的代表型号是德州仪器的DS90UB960。360全景鱼眼镜头环视通常由Infotainment完成,环视的有效距离一般都在10米内,不可能做远距离的ADAS,一般只用来泊车,ADAS域控制器不考虑360环视,再说,一个DS90UB960足以对应4个360环视图像传感器

d4f5398e-96d8-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

DS90UB960典型应用图,图片来源:德州仪器

上图是德州仪器DS90UB960的典型应用图,即接4个200万像素帧率30Hz的YUV444数据,或者4个200万像素帧率60Hz的YUV420数据,后者可能性更大。DS90UB954是DS90UB960简化版,从4Lane减少到2Lane。与之配套的一般是DS90UB953。推测特斯拉的车内驾驶员状态监测用这颗芯片,因为摄像头的LVDS输出不适合远距离传送,基本上摄像头都要配备一个解串行芯片,将并行数据转换为串行用同轴或STP传输,这样传输距离远且EMI电磁干扰更容易过车规。 

这里需要说明一下摄像头的数据格式,通常由RAW RGB、YUV两种。YUV常见的有三种级YUV444,YUV422和YUV420。计算带宽的公式对RAW RGB来说是像素×帧率×比特×4,比如一款摄像头输出30Hz,200万像素,那么带宽是200万x30x8x4,即1.92Gbps,这个带宽太宽了。YUV444是像素×帧率×比特×3,即1.44Gbps,YUV422是像素×帧率×比特×2,即0.96Gbps,YUV420是像素×帧率×比特×1.5,即0.72Gbps。ADAS通常对色彩考虑不多,YUV420足够。除车载外一般多采用YUV422。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    检测。 12、隔离插头、隔离开关有什么作用,用于......
    pogo pin连接器上表面的电镀层有什么作用呢?;pogo pin比较多作用于电子产品的连接器,这也是一种产品新型的充电或连接方式,而有接触过pogo pin连接器的朋友们一定知道,这种......
    汽车ABS是什么?汽车ABS有什么作用?;随着技术的发展,中国绝大部分轿车已经将ABS作为标准配置,已经普及了,现在没有ABS的车少之又少,想必大家都知道或者听过ABS,但是......
    套管裂纹对变压器的安全运行是很有威胁的。 5、高压断路器有什么作用? 高压断路器不仅可以切断和接通正常情况下高压电路中的空载电流和负荷电流,还可以在系统......
    什么是汽车转速表 转速表有什么作用;大家都知道,几乎在所有的汽车仪表盘上,都有一个发动机转速表,但在自动挡横行的今天,大多数人都只关注时速表,而不关注转速表,更不知道转速表有啥作用?那我们到底可以从转速表上读到什么......
    的状态发生突然变化将出现从一种稳定状态转变为另一种稳定状态的过渡过程,在这个过程中可能对系统有危险的过电压。这些过电压是系统内电磁能的振荡和积聚引起的,所以叫内部过电压, 16、220kV阀型避雷器上部均压环起什么作用......
    欧姆定律对逆变电源有什么作用?;欧姆定律是反映电路中电压U、电流 I 及电阻R三个物理量之间相互关系的一个基本定律。即:通过电阻R的电流 I 与作用其两端的电压U成正比,表达式为I=U/R. 欧姆......
    说泰克示波器 MDO3000系列混合域示波器,它的主面板上就有11个旋钮;有些手持示波器上也至少有一个旋钮,比如罗德与施瓦茨的手持示波器 RTH1000系列,主面板上就有一个旋钮。有些示波器初学者在刚开始见到或使用示波器的时候都不清楚示波器的这个旋钮到底有什么作用......
    智能穿戴手表有什么作用 可穿戴手表电池最大多少;  智能穿戴手表有什么作用   智能穿戴手表(智能手表)具有多种功能和作用,以下是其中一些常见的:   时间和日期显示:作为传统手表的基本功能,智能......
    趋向于沿导体表面的电流分布现象称为集肤效应。 90、发电机自动灭磁装置有什么作用? 答:自动......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>