瑞萨电子R-Car平台专为新一代汽车计算而设计,可处理自动驾驶或ADAS、网关、车载信息娱乐系统、驾驶舱和仪表盘等各类汽车电子应用。其中,R-Car V4H可用于ADAS和自动驾驶解决方案中的中央处理。在2023年2月22日,由盖世汽车主办的2023第二届汽车芯片产业大会上,瑞萨电子汽车电子市场部副经理应毅辰介绍,在行泊一体场景中,使用7nm工艺的R-Car V4H可将功能安全提升至最高ASIL-D等级,可用于打造单SoC的域控制器。
应毅辰表示,除了ADAS产品,R-Car还可用于座舱、IVI导航、HUD、仪表、网关等,可复用的SoC产品资源可以帮助客户在开发不同应用领域时节省开发时间与成本。此外,瑞萨电子也将把过去基于IP级别的仿真平台扩展至芯片级别,让客户得以在芯片级别仿真平台上开发系统级应用,从而加速汽车产品的迭代进程。
应毅辰|瑞萨电子汽车电子市场部副经理
以下为演讲内容整理:
关于瑞萨电子
目前瑞萨电子的MCU产品已在底盘动力域的汽车电子中得到广泛应用。实际上,在智能座舱IVI以及ADAS中我们也有强大的SoC产品线。除此之外,近年来瑞萨电子也在模拟类产品线上有所扩展,与数字类产品强强联合,通过产品组合帮助Tier 1和OEM快速将产品推向市场。
瑞萨电子提供可靠的产品设计,先进的技术,以及开放的应用平台。半导体芯片各有优点,瑞萨希望尽可能将使用的便捷性和产品优越性带给客户,打造开放的生态环境,并将自定义化的产品推向中国市场,让中国客户根据自己的需求来进行设计,打造出有特色的SoC产品。
对于ADAS和自动驾驶的布局,瑞萨电子选择循序渐进的技术路线。目前我们已有部分小算力和中等算力的产品应用于L1,L2,L2+,L2++的大规模量产,后续瑞萨将根据发展趋势推出大算力产品或跨越融合产品。针对行泊一体、舱驾一体,后续我们也将逐步推出相关产品。
对于芯片厂商而言,软件是一项较大的挑战。以往半导体公司可能只需要专注于芯片,随着系统规模越来越庞大,我们也开始对软件生态进行垂直整合。除了提供硬件平台,我们还会开发对应的中间件,联合开放的生态系统,为客户打造自下而上的生态环境。无论客户是想使用我们的硬件底层,还是想寻找合作伙伴开发应用层,甚至希望找到云端伙伴增强产品生态,我们都能提供相应的资源,让客户更快地把自己的产品推向市场。
图片来源:瑞萨电子
这是瑞萨在R-Car ADAS方面最新的布局路线,其中第三代R-Car产品主要应用于小算力的ADAS领域,比如1V1R一体机,DMS,OMS都可以使用我们已量产的中低算力产品。去年我们面向行泊一体推出了中端算力产品线R-Car V4H,目前其整体资源已相对成熟。今年下半年,我们预计将推出相对低算力的产品V4M。随着相关产品的开发逐渐稳定和成熟,我们将对广大Tier 1和OEM客户收集对于下一代车身架构的想法,新的应用方向在我们的第五代产品中或将有所体现。
R-Car系列芯片在ADAS中的应用
接下来我将从ADAS的各个应用领域来为大家介绍如何使用我们的产品,或者如何把我们的产品应用在不同的ADAS应用中。
图片来源:瑞萨电子
以R-Car V3H在1V1R产品中的应用为例,可以看到 V3H的优势是集成度较高。在ADAS系统的硬件架构通常为中央SoC+外部 MCU进行融合通讯,此外还有一些必备的辅助器件。而使用V3H产品线基本就能省去外部的MCU,整体系统结构更为简洁,能进一步节省硬件成本。
除了SoC产品以外,瑞萨还有搭配好的电源管理芯片、时钟类芯片等,都可以与我们的SoC进行强强组合,提供符合功能安全、可靠的产品平台。
目前DMS和OMS相关产品的装配率在不断上升,许多座舱系统的SoC都有相应的算力预留或独立的DMS产品来实现对于驾驶员乃至乘客的监控,以保证行车过程中的安全。甚至有时还会跟ADAS进行相应的联动,这对于SoC的性能要求和安全性等级要求都会比较高,此时就可以选用有一定算力的SoC,R-Car V3M或V3H来做对应的DMS/OMS系统。
电子后视镜CMS系统目前主要有两种应用方向,一颗SoC驱动两个摄像头,用两个屏幕代替或与原有的物理后视镜进行配合,以提升驾驶员的使用感受。摄像头相比人眼在夜视和高光环境下能提供更好的可视化效果,加之有一定AI性能的SoC附带的辅助功能,能为驾驶提供更多安全方面的辅助。目前已有客户基于我们的产品在开发CMS,我想在不久的将来就可以看到基于R-Car的CMS产品走向量产,R-Car的内部设计对于实现灵活、可靠的CMS系统也具有一定优势。
作为半导体供应商,我们现在不仅提供芯片,同时也在逐步开始提供更多开发资源。瑞萨开发了一套较完整的CMS样件,能让客户基于我们的套件快速作出相关的评估,完成开发。
R-Car V4H:助力实现单芯片行泊一体方案
面向行泊一体的应用场景,瑞萨在R-Car V4H上使用了7nm车规工艺,并将功能安全升级到ASIL-D级别,可以实现用单SoC的行泊一体L2+解决方案。
除了主要的A核以外,我们配置的锁步核资源也十分丰富,这也是为什么我们在这个方案中可以省去外部的MCU。V4H架构中有三颗锁步的R核,可以提供9k DMIPS的算力,原先的许多MCU功能都可以集成在其中。R核和A核都有较灵活的安全设计,可提供硬件层面的访问保护,以保证R核与A核互不干扰,进而保证整个系统的可靠性和稳定性。
算力方面,V4H内部有34T的加速器,包括可编程的DSP和其他IP资源等,共同对算法做加速。接口资源丰富,最多可接入16路输入,多路千兆以太网接口扩充各种传感器。
除了最基本的SoC,我们同样有搭配好的PMIC电源管理芯片、电源芯片、时钟类芯片。面对渐趋复杂的ADAS系统,我们有可输出多路的芯片,同样符合车规应用,也有功能安全机制支持,能更好地满足ADAS系统的需求。
我们根据用户反馈将系统做了许多搭配,尽可能减少视觉链路上的延时,IP和IP之间有较好的通讯机制来加速数据从输入到输出的速度。得益于V4H丰富的接口,针对不同客户的需求我们都可以基于这颗芯片进行灵活扩展。
R-Car SDK:让开发更简单
除了芯片或系统层面的技术,软件层面的布局也非常关键。瑞萨针对现有的ADAS产品或SoC产品都有完整的R-Car SDK软件套件。
SDK的设计理念是让客户更加简单、快速、可靠地把我们的芯片用起来,除了最基本的中间件以外,我们也附带了大量的样例,针对加速器的各个功能几乎都有配套样例,有助于工程师通过我们的开源样例快速了解芯片,加速产品的开发。
R-Car SoC产品覆盖广泛,除了ADAS,R-Car还可用于座舱,IVI导航,HUD,仪表,网关等。如果客户使用过我们任意一颗SoC产品,再开发其他产品时会发现许多资源是可以得到复用的,资源的可复用性有助于节省客户面向不同应用领域的开发资源。在R-Car SDK中也会附带一些比较好用的应用和插件,通过相关插件,用户可以看到ARM核、带宽等使用情况,从而对其进行具体分析。
在ADAS系统中,算法是一大关键,如何把算法快速有效地布置到各种接入式平台也是十分关键的部分。针对AI算法,瑞萨提供完整的工具链,帮助客户把原先在PC端或其他平台上开发的算法快速优化迁移到我们的平台上。一方面这个工具会对网络进行响应分析,作出一定的优化,另一方面也会对原有的格式进行优化。
R-Car VPF:IP级到芯片级平台加速汽车产品开发
近年来大家的工作模式变得越来越灵活,如果工程师在家办公时往往会难以接触到开发套件。对此瑞萨推出了IP级别的仿真平台,即便没有硬件,也可以使用我们的SDK在PC端进行相应的仿真。基于仿真平台,也可以更加灵活地使用我们的软件,加速开发效率。
除了IP级别的仿真平台,我们也在不断完善仿真平台,并推出了R-Car VPF,旨在将开发往前挪,尽早让客户基于这一虚拟平台开发软件,节省原先花在样品准备阶段的时间。客户在软件开发过程中也会发现芯片设计的不合理之处,我们可以及时得到客户的相关反馈,改进芯片设计,以缩短开发周期。
瑞萨一直在探索如何让客户更快、更好地使用我们的产品,更简单地开发出他们的产品。我们会把基于IP级别的仿真平台扩展到芯片级别,让客户在芯片级别的仿真平台上开发系统级别的应用,来加速汽车产品的开发进程。