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ADAS域控制器关键组件趋势分析_华为_汽车

神尊大人 2025-01-14 14:38:20 0

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佐思汽研对当前海内主流的高算力ADAS域掌握器产品和技能信息进行了研究汇总,如华为MDC、大疆ADAS域控样机等。

本文将环绕ADAS域掌握器的CPU、MCU、存储、接口等关键器件进行简要剖析。

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CPU

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(图片来自网络侵删)

在CPU选型上,各家域掌握器为达到NOP/NGP等L2+级高阶ADAS功能,均在追求大算力芯片,目前运用较多的是英伟达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,须要永劫光摸索。

英伟达Orin芯片基本参数,图片来源:NVIDA官网

深度图的打算紧张是CPU的事情。
深度图之后是自由空间(Freespace)打算,紧张由GPU卖力。

域掌握器里的MCU

大疆ADAS域控样机采取德州仪器MCU,图片来源:佐思汽研

一样平常来说,ADAS域掌握器用的MCU都是由英飞凌或NXP供应,特殊是英飞凌的TC297X/397X系列,市场霸占率很高。
瑞萨、英飞凌和NXP的主流MCU都达到ASIL-D级标准,如大疆ADAS域掌握器工程样机的MCU采取德州仪器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,英飞凌操持开始量产采取28nm技能工艺的新AURIX™ TC4xx。
AURIX™ TC4xx系列微掌握器紧张面向大量数据吞吐类运用,如高等赞助驾驶系统、各个域掌握器、新能源和网关系统等。

英飞凌TC4xx架构图,图片来源:英飞凌官网

MCU非常主要,这是担保域掌握器达到ASIL-C/D级认证最主要的一环。

接口

ADAS域掌握器须要丰富的接口(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。
摄像头接口一样平常采取GMSL、LVDS、FPDLink等协议,毫米波雷达一样平常采取CAN/FD通讯,而激光雷达须要上传大量的数据多采取以太网接口。

大疆ADAS域控样机部分接口及以太网交流机,图片来源:佐思汽研

在大疆ADAS域掌握器载板MCU上方是两个以太网交流机,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,绝大部分开拓板都不带SATA接口,一样平常都用USB接口。
88SE9171阁下还有一个台湾华邦Winbond的W25Q64JV,这是一个NOR Flash,容量为64Mb,该当是存储了大略的硬盘驱动程序。

Marvell第一代车载以太网交流机88EA6321,是7端口以太网千兆性能交流机,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,可降落功耗。
该款7端口以太网交流机集成了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。
该交流机供应远程管理功能,可轻松连接和配置该设备。
它常日是在主处理器和MCU之间的桥梁,也便是英伟达Xavier和德州仪器TMS570LC4357。

88EA6321是Marvell早期产品,目前Marvell的以太网交流器已经演进到第三代,不过Marvell比较前辈的产品常日只和大厂互助。
88EA6321目标市场是对安全哀求不太高的场合,如车身掌握器、Infotainment掌握器和网关。
最高也只支持1G,虽然特斯拉也在用这颗芯片,纵然大众这样的传统车厂的新产品不会用如此低带宽的交流机,目前最前辈的设计,最高已经支持10G,也便是千兆以太网,一样平常也支持到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不适宜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,默认一样平常是CAN-FD。

存储

与消费电子领域相同,车端开始规模化采取LPDDR DRAM、UFS、eMMC等高速存储器件,以知足ADAS域掌握器的系统、软件级算法对数据传输与存储需求。
目前,主流域掌握器存储组合紧张采取“LPDDR+UFS”的形式,与手机端存储组合同等。

美光车规级LPDDR5,图片来源:美光官网

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,更具本钱/密度上风。
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%,可知足3级以上ADAS系统和黑匣子运用中不断增长的传感器和摄像头数据对付实时本地存储的需求。
空想L9 ADAS域掌握器,便搭载了美光车规级LPDDR5 DRAM内存和基于3D TLC NAND技能的UFS 3.1存储芯片。
截至目前,美光LPDDR5是业界唯一一款得到汽车安全完全性等级ASIL-D认证的内存产品。

随着车辆智能驾驶赞助等级提高,及高速/城市NGP、自动停车AVP等功能的逐步运用,将进一步带动车规DRAM容量、带宽及产品哀求。

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带宽一样平常为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级紧张采取根本的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特殊定义为e-MMC的高性能存储器替代品。
它已经成为紧张的智好手机办理方案,并持续迁移到车载运用和其他运用当中。
UFS终极将超越e-MMC,成为紧张的车载运用存储办理方案。

解串行

解串行的代表型号是德州仪器的DS90UB960。
360全景鱼眼镜头环视常日由Infotainment完成,环视的有效间隔一样平常都在10米内,不可能做远间隔的ADAS,一样平常只用来停车,ADAS域掌握器不考虑360环视,再说,一个DS90UB960足以对应4个360环视图像传感器。

DS90UB960范例运用图,图片来源:德州仪器

上图是德州仪器DS90UB960的范例运用图,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。
与之配套的一样平常是DS90UB953。
推测特斯拉的车内驾驶员状态监测用这颗芯片,由于摄像头的LVDS输出不适宜远间隔传送,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,这样传输间隔远且EMI电磁滋扰更随意马虎过车规。

这里须要解释一下摄像头的数据格式,常日由RAW RGB、YUV两种。
YUV常见的有三种级YUV444,YUV422和YUV420。
打算带宽的公式对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常日对色彩考虑不多,YUV420足够。
除车载外一样平常多采取YUV422。

《2022年ADAS域掌握器关键组件趋势报告》目录

报告页数:109页

01、高算力域掌握器产品方案

1.1 华为

1.1.1 华为智能驾驶域掌握器产品矩阵

1.1.2 华为智能驾驶域掌握器产品特点

1.1.3 华为智能驾驶域掌握器内部架构

1.1.4 华为MDC610域掌握器

1.1.5 华为MDC610逻辑架构

1.1.6 华为MDC610低功耗状态

1.1.7 华为MDC610外不雅观接口

1.1.8 华为MDC610接口方案-CAN/以太/视频接口

1.1.9 华为MDC610范例支配方案-调试/量产方案

1.1.10 华为MDC610散热规格-液冷/风冷

1.1.11 华为MDC610支配位置

1.1.12 华为MDC610盒体尺寸及安装空间-液冷/风冷

1.1.13 华为MDC610热管理支配哀求

1.1.14 华为MDC610适配传感器

1.1.15 华为MDC300/F域掌握器

1.1.16 华为MDC300/F外不雅观接口

1.1.17 华为MDC300/F内部构造

1.1.18 华为MDC300/F技能规格-接口/整机/打算能力及电源

1.1.19 华为MDC300/F硬件设计框图

1.2 德赛西威

1.2.1 德赛西威智能驾驶域掌握产品方案

1.2.2 德赛西威自动驾驶域掌握器IPU:产品矩阵及比拟

1.2.3 德赛西威自动驾驶域掌握器:软硬件架构和分工逻辑

1.2.4 德赛西威自动驾驶域掌握器IPU04:内部构造/软件架构

1.2.5 德赛西威域领悟中心打算平台Aurora:性能特点/设计方案

1.3 大疆车载

1.3.1 域掌握器外不雅观与接口

1.3.2 域控内部构造形态-域控主板/SOM插槽/芯片模组

1.3.3 域控主板器件先容

1.3.4 域控以太网交流机

1.3.5 域控解串行

1.3.6 域控调试PCB

1.3.7 域控系统框图

1.3.8 域控关键器件-总表/CPU/MCU/解串行

1.3.9 掌握ECU外不雅观与接口

1.3.10 掌握ECU内部构造形态

1.3.11 掌握ECU系统框图

1.3.12 掌握ECU关键器件

1.4 特斯拉

1.4.1 特斯拉Autopilot功能升级路径:HW1.0→HW3.0

1.4.2 特斯拉域掌握器HW:发展路径

1.4.3 特斯拉域掌握器HW2.5 VS HW3.0

1.4.4 特斯拉域掌握器HW3.0:内部构造

1.5 毫末智行

1.5.1 毫末智行智能驾驶域掌握器:产品开拓方案

1.5.2 毫末智行智能驾驶域控:“小魔盒3.0”(IDC 3.0)

1.6 福瑞泰克

1.6.1 福瑞泰克智驾域控布局

1.6.2 福瑞泰克第三代智驾域控ADC30架构图

1.6.3 福瑞泰克第三代智驾域控ADC30传感器配置及功能支持

1.6.4 福瑞泰克下一代自动驾驶域控ADC-X

1.7 域掌握器技能对标

1.7.1 域掌握器产品技能对标(1)

1.7.2 域掌握器产品技能对标(2)

1.7.3 域掌握器产品技能对标(3)

02、高端ADAS域掌握器关键组件比拟

2.1 芯片

2.1.1 芯片:英伟达

2.1.2 芯片:地平线

2.1.3 芯片:黑芝麻

2.1.4 芯片:高通骁龙RIGE

2.1.5 ADAS域控芯片厂商软件栈办理方案

2.1.6 ADAS域控芯片厂商产品性能参数比拟(1)

2.1.7 ADAS域控芯片厂商产品性能参数比拟(2)

2.1.8 ADAS域控芯片厂商产品性能参数比拟(3)

2.1.9 ADAS域控芯片厂商产品性能参数比拟(4)

2.1.10 ADAS域控芯片厂商产品性能参数比拟(5)

2.2 MCU

2.2.1 紧张ADAS域控用MCU厂商

2.2.2 MCU:英飞凌TC系列比拟

2.2.3 MCU:英飞凌TC2xx

2.2.4 MCU:英飞凌TC3xx

2.2.5 MCU:英飞凌TC4xx

2.2.6 趋势1

2.2.7 趋势2

2.2.8 趋势3

2.3 存储

2.3.1 存储:美光

2.3.2 存储:三星

2.3.3 存储:海力士

2.3.4 存储:铠侠(前东芝存储)

2.3.5 存储:北京矽成(ISSI,北京君正全资子公司)

2.3.6 存储趋势1

2.3.7 存储趋势2

2.3.8 存储趋势3

2.4 I/O接口

2.4.1 LVDS/CAN/ETH

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