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中国车载智能计算平台发展综述

车载计算平台多采用异构芯片硬件方案,异构芯片硬件方案包括采用单板卡集成多种架构芯片的方案,以及采用同时集成多个架构单元的SoC芯片的方案。车载计算平台可通过提高单芯片算力、复…

《2023中国车载智能计算平台发展前瞻性研究报告》聚焦于中国车载智能计算平台发展研究,全面、深度的分析与研究当前 中国车载智能计算平台发展现状、市场格局等,以及HPC/中央计算平台的发展预测,为行业的发展打造一份可以参考的“塔灯”报告。

中国车载智能计算平台发展综述

车载智能计算平台分为软硬件架构,主控芯片+3层软件适配实现功能应用

车载智能计算平台的功能实现需要丰富的硬件资源和复杂的软件支持。不同硬件资源的集成形成计算平台的硬件架构,将复杂的软件分层化处理构成了计算平台的软件架构。计算平台硬件架构中的主控芯片集成了多个和多类计算单元,如CPU、GPU等,通常还包含了音频、多媒体、 显示、安全、通信、AI计算等子单元,不同种类的计算单元有各自的优势,分别负责不同任务。

软件架构包括系统软件、功能软件以及上层的应用软件。系统软件负责承上启下,实现应用软件与物理硬件分离;功能软件为智驾、座舱功能提供共性功能模块;应用软件实现具体智驾、座舱功能,开发者可根据自身产品功能定义,利用功能软件层提供的基础库,设计具体应用功能。

驱动因素:智驾等级不断升级,功能实现需要车载计算平台提供强大“大脑”

高等级智能驾驶实现过程中需要一个强大的“大脑”来统一实时分析、处理海量的数据与进行复杂的逻辑运算,因此对其计算能力的要求非常高。车载智能计算平台本质是嵌入式系统,相比于汽车传统控制器ECU,其硬件和软件的复杂度更高,算力更高,功能更强。车载智能计算平台的发展应用成为高等级智能驾驶功能呢实现的唯一可行方案。

硬件层,汽车传统ECU主要采用MCU实现简单的计算和逻辑判断。智能计算平台通常使用单个甚至多个集成CPU、GPU、FPGA或AISC的SoC,可实现大量数据并行计算和复杂的逻辑功能。软件层,传统ECU软件架构较为简单,部分功能简单的控制器甚至不需要使用操作系统和中间件。车载智能计算平台软件架构更复杂,自下而上包括虚拟机、操作系统、中间件、功能软件和应用软件。

在感知、交互、场景应用持续升级的背景下,座舱芯片需支撑大规模传感器数据处理、持续攀升的AI算法数量与海量应用软件服务,座舱数据量与处理需求将超过手机,算力需求飞速增长。车载计算平台多采用异构芯片硬件方案,异构芯片硬件方案包括采用单板卡集成多种架构芯片的方案,以及采用同时集成多个架构单元的SoC芯片的方案。车载计算平台可通过提高单芯片算力、复制堆叠计算单元等方式实现算力的弹性拓展。

传统功能汽车采用分布式电子电气架构,离散化的ECU软硬件紧耦合且各ECU之间独立性较强,硬件资源无法共享且形成数据孤岛,对用户新需求反馈的整体周期长达20个月以上,难以形成持续快速迭代的软件开发模式。软件定义汽车开发模式可以通过硬件预埋,软件持续优化升级的方式实现用户体验提升,其核心是车载计算的集中化发展,高集成化的域控制器、HPC成为关键。

整车E/E架构持续演进,2023年车载智能计算平台逐渐全面进入域集中式E/E架构

遵循整车E/E架构发展路径,车载智能计算平台的发展历程可分为三大阶段,分别为分布式E/E架构平台(包括模块化架构与功能集成架构)、域集中式E/E架构平台(包括域集中架构与域融合架构)以及最终的中央集中式E/E架构平台。

目前国内已有多家企业发布了相关产品,并持续深耕更具有性价比的产品方案。随着E/E架构的升级至域融合架构阶段(本质上仍属于域集中式E/E架构),各域功能之间会实现跨域融合,高性能计算平台(跨域融合HPC)也将在2023年迎来量产。主机厂对于车载智能计算平台的关注度逐渐提高,使本土供应商可凭借车载智能计算平台获得先发优势与弯道超车的最佳机遇。

部分主机厂已实现域集中架构车型量产,领先企业长期布局跨域融合方案

新势力、部分自主车企(长城、比亚迪、吉利等)已率先进入域集中架构阶段,合资、外资车企陆续跟进,当中部分领先企业已开始尝试探索跨域融合架构与中央计算架构。当前形成了两种主流的跨域融合方案:按功能融合、按位置融合。

按功能融合是将全车划分为整车控制(vehicle domain controller, VDC)、智能驾驶(ADAS domain controller, ADC)、智能座舱 (cockpit domain controller, CDC)三大功能域,分别实现车辆行驶、自动驾驶、信息娱乐等功能。按位置融合是采用区集中式(Zonal E/EA),按照汽车的物理空间,将全车划分为多个区域,如左车身域、右车身域等。

车载智能计算平台产业链边界模糊,参与企业拓展业务线可提供开放式产业合作模式

通过架构模块看,车载智能计算平台的生态圈主要由传统汽车零部件企业、车载芯片厂商、算法解决方案商、系统软件厂商以及主机厂构成。相较于本土企业,国外大厂已构建了成熟生态以及深度合作关系。

业务发展方面,车载智能计算平台产业链上下游企业不断拓展自身业务线、提升软硬件协同发展的能力。底层芯片在提供硬件芯片外,正在沟 通软件算法的能力;中间件企业逐步提供功能软件以及应用软件算法相关业务;主机厂不再仅是零部件集成商,开始自研应用软件相关业务, 希望实现产品的自主可控。企业业务不断拓展过程中,也为产业链提供更加开放多元的合作模式与可能。

以下是报告节选正文内容:

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作者: admin

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