一个中央处理器的智能驾驶以及座舱解决方案

相信大家都听软件定义汽车，智能驾驶座舱和驾驶的概念很久了，但如何才能实现，到底牵扯哪些技术和供应链支持呢？可能鲜有人能够指出和说明。其中软件定义汽车智能驾驶座舱和自动驾驶他需要的根本是所有信息的融合以及统一处理再发布执行辅助以丰富的人机交互，显然他的高效方式是需要一个中央处理器进行统一处理。
本文将就英伟达等发布的技术资料进行整理分享
  • 什么是一个中央处理器的智能驾驶以及座舱解决方案？
  • 未来以及当前采用的企业有哪些呢？
  • 需要哪些技术和供应链支持
希望能给你一些认识和启发
什么是一个中央处理器的智能驾驶以及座舱解决方案？
一般智能汽车包括智能驾驶座舱和智能驾驶，他在汽车开发里面是牵扯到如下四大块，汽车行业内也简称域：
  • 仪表显示 - 负责呈现融合信息传达人机交互信息
  • 娱乐系统 - 影音娱乐互联网app
  • 乘客交互和监控 - 包括当前智能语音，疲劳监控等
  • 自动驾驶 - 毫无疑问智能驾驶辅助等相关信息
英伟达发布的NVIDIA DRIVE ORIN信息，一个中央控制器支持以上四个域，当前很多主机厂四个域就分四个域控制器里面四个处理芯片，甚至可能四套系统，当然当前更多的是把前面三个域集成叫智能驾驶舱域控制器，但一个中央控制器支持所有域可以极大减少开发复杂性，也减少模块之间交流的壁垒，提高了开发成本，时间，质量的管控，更好和灵活多变的满足客户需求。
英伟达发布的NVIDIA DRIVE ORIN的四个域是虚拟化和相互隔离可以保证功能安全同时可支持未来软件的自由升级，每个都必须在功能上安全，能够单独更新每个应用程序，而无需重新启动系统。
DRIVE Orin 支持多种操作系统，包括 Linux、QNX 和 Android，以支持这种广泛的应用程序。作为为最高安全级别而构建的高性能计算平台，它以安全、虚拟化和加速的方式实现。
未来以及当前采用的企业有哪些呢？
首先是豪华汽车的大佬奔驰，如果看过我们之前奔驰战略就知道奔驰战略发布会奔驰竟然让Nvidia的老板也上战略会来讲讲可想而知这是多么深的战略合作。
中国新能源三大新势力，蔚来，理想，小鹏都应用，另外还有上汽以及上汽体系智己汽车。法拉第以及越南新势力Vinfast。
传统汽车领域有奔驰，沃尔沃，现代，奥迪以及上汽。
卡车领域有沃尔沃以及中国解放和自动驾驶的图森。
技术供应链
芯片必须要有操作系统和应用有了操作系统和应用就要有人机交互。所以我们分三块对一个芯片的智能驾驶以及座舱解决方案的技术供应链进行分解
  • 操作系统以及虚拟机
  • 人机交互HMI以及UI
  • 应用
操作系统以及虚拟机，操作系统其实当前就是三个主要的核心操作系统，其他更多的是基于其修改。
黑莓QNX以安全为核心也赢得不少汽车厂商的信赖，其中Linux和Android 由于是免费开源，生态开放，但缺少汽车应用的安全保障所以一般进入汽车行业是有更多的联盟和二次开发的版本支持，例如车规Linux联盟有AGL和GENIVI 。
当然国内华为的鸿蒙系统正在觊觎这块市场。
首先一个芯片要支持四个域同时要满足不同的功能和安全等级需求那么这个时候可能需要多个系统的支持，需要多个系统的支持那么就会需要存在虚拟机hypervisor
仪表显示交互HMI以及UI-有系统和应用那么人机交互在智能驾驶座舱和自动驾驶时代就显得尤为重要，可以想象汽车中更多的显示屏幕以及AR显示屏幕，汽车厂商会根据自身产品特征以及定位去定义显示的HMI，而消费者你会希望更吸引和舒适的HMI，甚至你会希望自己更换符合自己个性的HMI和UI.所以这个时候开发HMI以及UI的技术以及供应链会显得重要，当前汽车行业的HMI开发软件会跟随电脑以及消费电子的开发软件，当前汽车行业HMI和UI 人机交互开发软件应用有 unreal 和QT。
应用- 方面就会非常广泛，我们可以简单的将应用分为车辆应用和娱乐系统应用。
车辆应用可以包括任何直接可以产生指令对车辆进行控制的系统例如智能驾驶座舱相关应用，自动驾驶应用。
传统应用例如下图借用大陆汽车驾驶舱开发套件图片，其中广播，卫星导航定位，蓝牙，空调等都可以看作是一个应用。
智能语音交互应用，是当前智能驾驶座舱的一个重要应用，当前主要供应商有：Nuance当前支持全球多种语言，国内更多优势在中文和自然语音。
自动驾驶应用，例如下面借用英伟达的自动驾驶方案图片，当前自动驾驶就是一个通过学习进行虚拟和实车验证之后发布然后可以升级的自动驾驶应用也包括了高精地图。
当然自动驾驶是主要的应用因为牵扯大数据运算所以对中央处理器算力需求大。
其中对于自动驾驶所需要的数据采集，算法训练，建模虚拟，最后部署到整车，目前英伟达采取全链的软件和硬件支持极大减少了主机厂的整合开发。
娱乐系统应用，这就是当前大家都采用Linux 以及安卓的原因，他的娱乐生态开发，也有现成的开发应用可以直接移动过来。不过目前车机的娱乐系统生态应该呈现两个趋势
第一个是主机厂开发的安卓系统或者linux 应用，他是真实安装在本地车机上的，例如比亚迪车主的app 以及tesla 的游戏。他的优点是可以更多的实现与车辆的硬件互动。
第二是云端应用你可以理解为小程序例如腾讯的TAI系统下的应用，鸿蒙车机应用。他们更轻量化也少占用整车的资源但是必须需要联网才能使用，当前更多是纯互联网应用与汽车关联不大。
当然显然不是以上具备就能迅速切换到一个中央处理器的智能解决方法，他需要电子电器架构和汽车行业电子电器标准例如Autosar等支持下保障传感器融合和相互通讯，才能实现高效高质的转变。
参考文章

  1. 英伟达GTC2021汽车行业发布-英伟达

  2. 英伟达22财年第一季度财报

  3. 英伟达DRIVE update

  4. Design For ScaleGPU Based Infrastructure for Autonomous Vehicles - nvidia

  5. AI IN THE DRIVER’S SEAT - Danny shapiro

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