全新一代的中央计算E/E架构正在加速到来。《高工智能汽车研究院》认为,伴随着整车电子电气架构从分布式架构、域控制器架构到中央计算架构演变,整个智能汽车供应链体系即将发生重构。
其中,车规芯片是至关重要的一环,从底层支撑着整个中央计算架构的演进。多位企业人士直言,在中央架构下,算力逐渐向中央集中,最终形成1个中央计算平台+N个区域控制器的终极布局。
未来,谁能够率先提供一整套的中央计算+区域控制架构的芯片组合方案,帮助OEM快速实现硬件模块化的快速替代和迭代升级、软件模块的可移植和最大化复用,谁就有机会在未来的中央计算时代突围而出。
面向中央计算:供应链各层的努力
当前,不管是车企、Tier1还是芯片企业,汽车供应链各层都在由域控制器架构向跨域融合和中央计算迈进,预计2025年中央超算+区域控制架构将进入关键起步期。
其中,车企方面,包括上汽、吉利、广汽埃安、小鹏等纷纷发布了全新一代的汽车电子电气架构,中央计算+区域控制的硬件架构成为了主流趋势。
比如,小鹏汽车推出的X-EEA 3.0架构,采用了中央计算+区域架构(左右车身域),目前已经在小鹏G9上面量产应用。
而长城汽车则推出了GEEP 4.0架构,由中央计算平台、3个区域控制器、智能驾驶模块及智能座舱模块组成,在硬件上跨域整合了车身、网关、空调、动力/底盘控制及ADAS功能,实现了软件的SOA化设计。
与此同时,安波福、博世、德赛西威等中外Tier1企业也已经面向中央计算-区域控制架构做出部署。
安波福已经成功开发首款集成了ADAS、车身功能、网关及VCU功能的整车中央计算平台,而德赛西威也发布了旗下第一代汽车HPC产品——Aurora,实现了从“域控”到“中央计算”的跨越。
将智能座舱、智能驾驶等过去不同功能域的功能融合至集中式的计算平台,可以更容易进行整车OTA以及新功能的灵活部署。因此,能够承载软硬件集成、发挥软硬件功用的中央计算+区域控制架构,愈发得到汽车厂商的关注和倚重,包括英伟达、高通、芯驰科技等国内外芯片企业也正积极部署。
不过,中央计算+区域控制架构的实现还面临着诸多的挑战。比如由于单个芯片性能有限,当前中央计算平台往往采用多个高性能的异构芯片,需要在不同芯片上进行整车功能部署、算力/存储等资源的划分。这不仅要求芯片厂商具备网关、车身、动力、底盘、智能驾驶等多个功能域的设计经验,还需要具备良好的系统、硬件架构的设计能力。
与此同时,汽车电子电气架构最为理想的状态是,汽车只需要一个中央大脑进行统筹计算和指挥,区域控制器负责分配所有的功能和电力。因此,除了中央计算平台,区域控制器也占据着至关重要的作用。
中央计算时代的“芯”突破
毋庸置疑,不管是中央计算单元还是区域控制器,都离不开底层芯片技术的支持。只有车规芯片技术取得突破,中央计算架构才真正有可能实现。
现阶段,英伟达、高通都推出了下一代跨域汽车芯片平台,目的是实现汽车内部的中央计算,为智能座舱、智能驾驶等一整套系统提供算力支持,实现中央计算+区域控制的最终架构。
而英飞凌作为目前智能驾驶和车控安全域MCU的主要供应商,也已经发布下一代高性能AURIX™ TC4x系列,可以满足中央计算+区域控制的新需求。
中国是全球最大的汽车市场,国产芯片企业自然不甘人后。这其中有布局智能座舱和智能驾驶的,也有积极加入车规MCU的竞争,车规芯片企业芯驰科技则面向智能座舱、智能驾驶、智能网关、车控域等汽车的各大核心功能域做了全场景的布局。
在芯驰科技看来,智能座舱和智能驾驶未来将演进成汽车的大脑;网关如同神经中枢,将车内的各域间、车内与车外的信息进行联通交互;而在高可靠、高性能MCU的管理下,汽车底盘如同灵活坚固的“躯干”、连接着车的“四肢”(前后左右域)。只有从整车的角度思考和整合,才能真正实现整车智能化。
此外,汽车各个功能域正不断融合,芯驰科技也推出了高度融合的产品。基于芯驰高性能车规处理器X9U和高性能高可靠E3系列芯片,可以高效完成自动驾驶定位、决策规划和控制执行流程。
例如天准推出了基于地平线双征程5+芯驰X9U+芯驰E3平台的TADC-D52高配域控制器方案,面向城市NOA和记忆泊车、自动泊车、360环视等高阶自动驾驶场景;以及基于地平线单征程5+芯驰G9H+芯驰E3平台的TADC-D51中配域控制器方案,面向高速NOA和记忆泊车、自动泊车、360环视等自动驾驶场景。
上述两款产品均已于2022年8月实现全部功能的一次性点亮,并于2023年3月份完成全部的DV测试并顺利通过,将在2023年下半年完成PV测试达到量产状态。
东软睿驰自动驾驶域控制器X-Box4.0是基于SDV开发模式下的全新L2+级别域控制器标准品。东软睿驰基于芯驰X9系列以及地平线征程5系列人工智能芯片,实现了中国自动驾驶产业自主化芯片、算法、软件、硬件在研发和量产应用链条方面的全面打通。
在跨域融合方面,芯驰科技于2022年发布的网关旗舰产品G9H面向下一代高性能中央网关、车载计算单元、跨域控制器等应用场景,将网关、VCU、BCM等多个功能融合到一个处理器上。
近期,芯驰科技又推出了基于高性能车规处理器X9U的舱泊一体解决方案,在单个芯片上实现智能座舱、360环视和泊车功能的融合,能够在保障安全性的前提下,通过更优化的系统BOM成本,提供更好的驾乘体验。
芯驰科技舱泊一体方案系统配置
据悉,芯驰科技将在未来推出更高性能的舱驾一体芯片产品和解决方案,最终只用一个汽车大脑完成真正的自动驾驶、高度智慧的座舱等功能。
去年11月,芯驰科技与斑马智行联合宣布,将基于AliOS Cyber和X9系列深度合作,率先共建行业首个全栈式舱行泊一体方案,使座舱、行车和泊车场景都共用一套芯片、传感器和域控制器,加速推进座舱和驾舱的融合,预计2024年实现量产落地。这一方案在提升性能的同时可以支持OTA功能的软件算法迭代,帮助主机厂实现软硬件解耦,大大提升开发效率。
除了中央计算单元,区域集中的发展趋势要求区域控制器具有更高的算力和丰富的接口,因此高性能车规MCU的需求也越来越高。芯驰E3系列产品基于ARM Cortex-R5F,功能安全等级达到ASIL D,温度等级支持AEC-Q100 Grade 1,CPU主频高达800MHz,具有高达6个CPU内核,是现有量产车规MCU中性能最高的产品,能支撑区域控制器高性能高可靠应用。
正是有着全场景的布局,芯驰科技面向未来,可以提供安全、可靠、高性能的中央计算+区域控制架构。因此,芯驰科技在2022年就率先发布了面向未来的“芯驰中央计算架构 SCCA 1.0”。
全场景的设计理念得到了广大车企、Tier1的认同,芯驰科技的量产速度惊人。目前,芯驰科技四大系列车规芯片的量产定点项目达到了100多个,服务客户已经超过260家,覆盖了中国90%以上车厂和部分国际主流车企,2022年总出货量超过百万片。
十年前,或许很难想象国产汽车芯片企业也能如此快速取得突破。在汽车产业变革浪潮下,芯驰科技等国产芯片企业与英伟达、高通都面向未来做了超前的准备。从功能机到智能手机时代,涌现了一批优秀的科技企业,如今汽车行业正经历同样的变革,芯片同样是智能化的关键技术底座。让我们拭目以待,看看谁会最终突围?