认知计算

ADAS的最终目标是驾驶员的舒适性和安全性。通过将驾驶员从繁琐的驾驶任务中拯救出来并大幅降低道路死亡和受伤的风险,AD被认为是实现这两者的方法,这些风险主要是由人为错误引起的。

 

在AD中,车辆在某些条件下接受控制,并且规定驾驶员在他或她想要时接管控制。AD车辆遵守所有交通法规,遵守速度限制,在高速公路上超车后返回其车道,并且不会减慢其他车辆的速度。

 

这种功能需要使用多个传感器,例如照相机,雷达,激光雷达(使用激光进行测量),以及汽车车身周围的超声波传感器。这些为ECU中的算法提供数据,以分析道路和环境并做出决策。他们还可以获得来自汽车现有传感器的额外数据(例如汽车速度和倾斜度,当前转向角度)或来自汽车外部的数据,如GPS信息和地图。

 

SAE International是汽车,航空航天和商用车辆工程师协会,已建立了多个级别的自动驾驶。这些级别从0(驾驶员单独控制车辆)到5级,全自动驾驶系统控制动态驾驶的所有方面,无论道路和环境条件如何(即从高速公路到密集的城市)。

 

目前Level 2已部署在车辆中,一些OEM即将推出Level 3(2018-20)。3级需要,汽车在受控条件下由电子和算法驱动。驾驶员只需要监督功能,并在系统反应不当的情况下(10秒内)迅速做出反应。下一级将是4级功能,不需要驾驶员监督 - 驾驶员可以简单地做其他事情。原始设备制造商已经宣布此类系统将于2021年开始出现。

 

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图1(从ADAS到AD)显示了现有1级功能如何组合以创建2级功能的示例,并为3级,4级和5级自治的功能提供了抽象的路线图。

 

为了设计提供这种自治水平的系统,OEM需要为汽车配备越来越多的传感器。 

 

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图2(自动驾驶架构)说明了使用摄像头,雷达和激光雷达的示例设置以及连接到自动驾驶ECU的地图。这将执行传感器融合,自由空间检测和情况评估,同时决定要执行的操纵和命令发送到执行器。

 

瑞萨正在使用R-Car SoC和RH850 MCU为3级和4级系统做出贡献,并致力于解决下一代功能所需的技术。

 

瑞萨解决方案

 

 将这些高度复杂的设置集成到自动车辆系统中需要能够设计模块化解决方案,该解决方案可以跨越不同的车辆,并始终满足性能,低功耗,安全性和安全性方面的嵌入式约束。

 

R-Car Gen3 SoC系列提供可扩展且可重复使用的平台,非常适合处理此类限制。由于采用这种系列方法,一台设备的软件开发可以在另一台设备上重复使用,以扩展性能和功耗。这有助于管理Tier1的多个ECU要求的复杂性,例如根据OEM要求定制其平台。

 

R-Car Gen3系列是基于台积电尖端16nm finFET工艺的完整且可扩展的汽车SoC系列。除了功耗性能之外,该硅工艺还具有更高的性能,因为它具有更高的时钟速度。

 

该产品系列基于最新的Arm-v8A处理器架构(Arm®Cortex-A57 / Cortex-A53)。它是一种高性能的64位架构,带有浮点,SIMD甚至安全处理的专用指令。基于此,  R-Car H3  具有每秒约40,000 Dhrystone Million Instructions(DMIPS)的出色性能。

 

这些Arm处理器配有用于计算视觉的硬件加速器,例如支持机器学习和其他人工智能算法的IMP-X5图像识别引擎。

 

还提供了其他协处理器,如GPU,以根据应用要求在性能和易用性之间取得最佳平衡。R-Car H3还具有先进的安全措施,从特定的非易失性存储器到商店密钥,安全启动,以确保将运行的代码被授权,以及生命周期管理和安全通信。这些功能对于最终用户信任自动驾驶汽车的能力至关重要,并确保黑客不会危及人们的安全。最后但同样重要的是,R-Car H3是根据ISO26262设计的,以满足ASIL B在传感器融合等要求苛刻的应用中的安全要求。

 

然而,瑞萨的产品组合不仅限于汽车安全型SoC。它还涵盖了必需的高安全性控制器,该控制器必须向AD应用程序中的执行器发出ASIL D命令。该控制器基于瑞萨RH850架构,名称为RH850 / P1H-C。该器件为ASIL D应用提供高达1344DMIPS的性能,并通过集成专用HSM(高安全性模块)提供广泛的安全支持。瑞萨为不同的开发阶段提供多种评估和支持平台。为了测试算法并转换为精制到批量生产的嵌入式硬件,瑞萨提供软件支持并与合作伙伴合作开发集成的汽车系统。具有汽车安全功能的SoC。

 

R-Car Starter Kit Premier  旨在加速基于R-Car H3的开发。它提供OpenCL和OpenGL ES 3.1支持,以便软件开发人员轻松地从PC上的算法过渡到嵌入式平台。其中两个套件和RH850 / P1H-C专用汽车MCU已合并,以创建HAD解决方案套件。

 

该套件旨在为AD ECU开发人员提供一个平台,该平台可反映他们在最终ECU中的性能,芯片组和接口。他们可以使用此解决方案套件来尝试算法并开发新功能,以及在测试车中更轻松地测试它们,取代通常在早期开发阶段填充主干的PC。瑞萨还与TTTech合作推动这一概念的进一步发展,为自动化驱动ECU提供参考解决方案。

 

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高度自动化的驾驶平台(HADP)  集成了全面的汽车设计,兼顾可靠性,耐热,整合需求,也为ASIL D.它能够将安全概念基于时间触发架构的中间件技术,简化了复杂的合并ECU集成过程。OEM和Tier1的优势在于从硬件和软件角度更快地开发其产品。

 

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瑞萨正在使用此类解决方案来识别和了解客户在开发自动驾驶汽车时遇到的困难。它在2016年和2017年国际消费电子展上展示了其Skyline计划,实现了基于HAD解决方案套件的自动驾驶功能,并结合了摄像头,雷达,激光雷达和车辆到车辆以及车辆到基础设施的通信。

 HAD Car CES 2016

 

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通过这些努力,瑞萨能够更好地理解OEM和Tier1在受限时间线内与多个软件提供商打交道时所面临的同步和集成问题。该集成还可以测试其合作伙伴提供的最先进的算法,并涵盖了迈向下一个自动驾驶功能所需的步骤。

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发布日期:2019年03月03日  所属分类:参考设计