自动驾驶主流芯片及平台架构(三)低算力平台

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前面有提到,自动驾驶等级每增加一级,所需要的芯片算力就会呈现十数倍的上升,L2级自动驾驶的算力需求仅要求2-2.5TOPS,但是L3级自动驾驶算力需求就需要20-30TOPS,到L4级需要200TOPS以上,L5级别算力需求则超过2000TOPS。

上一章节特斯拉的算力是72TOPS,接下来介绍的几款平台都是在200TOPS以下的低算力平台,主要是L2级别以上的自动驾驶平台,比如Mobileye,其主要强项在于它基于视觉的ADAS应用,低算力平台芯片有Mobileye、瑞萨、TI,地平线 四家芯片平台本期内容会一一介绍。

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Mobileye方案介绍

Mobileye成立于1999年,是以色列提供基于视觉系统分析和数据处理研发高级驾驶辅助系统和自动驾驶解决方案的全球先行者,为全球27家OEM厂和Tier1厂商提供“芯片+算法”软硬一体化的ADAS视觉解决方案。

EyeQ系列芯片截至2019年底出货5400万,为全球超过5000万辆汽车的行车安全保驾护航,目前全球ADAS市场占有率大约为70%。创办之初公司致力于用单目视觉,提供包括行人检测、车道保持和自适应巡航等辅助驾驶技术,1999年到2001年,Mobileye原型产品每年迭代一次,2001年Mobileye将自研的算法固化到芯片上并集成到汽车当中,从此开启了EyeQ芯片的研发。

2004年4月,EyeQ1开始生产,随后公司收获多轮融资,将商业模式转向汽车安全,陆续与大陆、意法半导体、麦格纳、电装、德尔福等全球顶级零部件供应商签署合作协议。2007年,宝马、通用和沃尔沃成为首批配装Mobileye芯片的车企,Mobileye产品正式商用。2008年,Mobileye对外发布EyeQ 2,公司进入稳定发展期。2013年,Mobileye累计卖出产品突破100万台,随后出货量呈现爆发式增长。2017年3月,Mobileye被芯片巨头英特尔以 153 亿美元的价格收购。

2014年到2019年,公司营收复合增速达到44%,2019年收入8.79亿美元,净利润27.9%,其中EyeQ系列芯片2019年出货量达到1740万颗。EyeQ1至EyeQ4等芯片型号已经量产,EyeQ5则预计于明年投放市场。EyeQ4多用于对半自动辅助驾驶技术的支持,最高支持到L3级别,而EyeQ5主要定位于Level 4/5无人驾驶阶段的应用。

2019 年底,Mobileye EyeQ 芯片全球累计出货超过 5400 万片。

2020 年 9 月,Mobileye 透露,EyeQ 芯片全球出货量超过 6000 万片。

这 6000 万片是 EyeQ2、EyeQ3 和 EyeQ4 之和,其中 2020 年新增的部分主要是 EyeQ4。

目前Mobileye一直采用传感器+芯片+算法绑定的一体式解决方案,这种封闭模式也导致客户开发灵活度下降,短期有利于提升市场占有率,受到转型较晚或者AI投入少的OEM厂商欢迎,但长期将导致定制差异化产品的能力欠缺,因此需要快速迭代升级产品的造车新势力或者对转型速度要求较快的OEM厂商很难接受Mobileye的“黑盒”方式。

例如中国造车新势力小鹏汽车曾短暂地用Mobileye的芯片做过测试后决定在P7上改用英伟达的Xavier,主要因为小鹏希望“把芯片和算法剥离开,采用可编程的芯片,在芯片上进行算法研发和定制化,跟场景结合”,因此选择了更开放的英伟达。

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EyeQ4配置了4个CPU内核和6个矢量微码处理器(VMP),每个CPU内核又拥有四个硬件线程。EyeQ4芯片引入了新颖的加速器类别:两个多线程处理集群(MPC)内核,两个可编程宏阵列(PMA)内核。结构上,EyeQ4使用 28nm的FD-SOI。功能上,相比EyeQ3,EyeQ4新增REM路网收集管理、驾驶决策、任意角度车辆识别、可行驶区域等功能。

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即将投放市场的EyeQ5将装备8枚多线程CPU内核,同时还会搭载18枚Mobileye的下一代视觉处理器。

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EyeQ5具有更为复杂的功能,将采用7nm制程工艺。EyeQ5最多支持20个外部传感器(摄像头、雷达或激光雷达),“传感器融合”是EyeQ5推出的主要目的。EyeQ5运算性能达到了12Tera/每秒,能耗不到5W,芯片节能效率是对标产品Drive Xavier的2.4倍。为了能够运行L4/L5级别自动驾驶,英特尔自动驾驶系统将采用摄像头为先的方法设计,搭载两块EyeQ5系统芯片、一个英特尔凌动芯片以及Mobileye软件。EyeQ5有望实行“开放”战略,Tier1和主机厂等合作伙伴都可以使用“开放式架构”来写入自己的代码,包括传感器融合和驾驶决策等。

EyeQ5 Mobileye 的 SuperVision 即将量产

极氪 001 前面几天的发布会,该车型的自动驾驶使用的就是 自动驾驶会采用 Mobileye 的 SuperVision 系统。

  

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SuperVision 是 Mobileye 打造的 360° 纯视觉智能驾驶系统。所谓纯视觉,简单理解就是像特斯拉 FSD 一样,用摄像头来实现 L2 及以上级别辅助驾驶能力的智能驾驶系统。

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极氪 001 将搭载的自动驾驶辅助系统 Copilot,其集成了 2 颗 Mobileye EyeQ5 芯片和视觉感知算法 SuperVision,这是一套 L2+ 级自动驾驶系统。

2 颗 24 Tops/10 W 的 EyeQ5H 将为自动驾驶系统提供计算上的冗余,主系统芯片将包含完整的技术栈,另一颗芯片则提供冗余备份,在主系统失效时发挥作用。

极氪 001 的传感器配置:  

  • 全车 15 个摄像头;

  • 2 颗 EyeQ5H 高算力芯片,EyeQ5 芯片基于台积电的 7nm FinFET 工艺打造,单芯片算力达到了 24 Tops,接近 EyeQ4 的十倍;

  • 1 个 250 m LRR 超长距毫米波雷达;

  • 12 个超声波雷达。

可以实现的功能,包含:

  • 可解放双手的高速自动驾驶:包括自动变道、不同高速公路之间的导航、自动上/下匝道以及城市道路辅助驾驶;

  • 自动泊车;

  • 标准 ADAS 功能:包括 AEB、ACC 以及 LKA 等;

  • DMS 驾驶员监控系统。

基于这个平台打造的极氪 001 会在 2021 年实现 L2+ 级别的自动驾驶,类似于现在特斯拉的辅助驾驶能力,而到了2023 年基于此逐步实现高速 NoA 或者城市 NoA。

Mobileye 的后续产品路线

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