赛灵思 XA Zynq® UltraScale+™ MPSoC 平台助力宏景智驾开发 L1-L4 全栈式自动驾驶解决方案

项目概览

作为一家全栈自动驾驶系统解决方案提供商,宏景智驾在自动驾驶系统集成方面拥有丰富的经验,致力于实现全周期赋能 L1-L4+ 级别的智能驾驶。

行业:汽车
总部:中国杭州
成立时间:2018
网址:http://www.hongjingdrive.com/

图1:宏景智驾“双子星 (Gemini)”软硬一体化ADCU自动驾驶计算平台

行业挑战
宏景智驾希望通过支持 L3 或更高级自动驾驶系统的车用域控制器 ADCU 进入自动驾驶市场。自动驾驶系统对功能的需求更高,也更为复杂。尽管拥有强大的技术优势,但宏景智驾知道有些挑战还亟待克服,其中包括算力、可扩展能力、安全性和功耗。

解决方案
宏景智驾选用了赛灵思高度灵活的车规级 XA Zynq® UltraScale+™ MPSoC 平台和 Vitis™ 软件开发平台,用来开发并成功打造了其最新“双子星 (Gemini)”ADCU (Autonomous Driving Computing Unit,自动驾驶计算平台)平台)。而且,该平台为不仅是面向 L3 和L4 车辆的高性能平台,同时还在包括智能卡车、城市自动驾驶出租车 (Robotaxi) 和无人矿车等在内的各种领域中实现了成功应用。

公司简介
自动驾驶发展至今,在更加严格的安全等级和功耗成本限制下,实现高级自动驾驶,对充当自动驾驶“大脑”的域控制器提出了更高的要求。除了特斯拉等业界巨头,能够在这个领域落地的方案可谓凤毛麟角。而成立于 2018 年的宏景智驾,便是这个高级自动驾驶赛道的领先探险者之一。

宏景智驾 (Hongjing) 是一家致力于研发高级自动驾驶计算平台和解决方案的全栈式自动驾驶系统方案提供商,兼备自动驾驶车规级硬件、软件和系统集成能力,全周期赋能 L1-L4+ 级别的智能驾驶,并已获得总计近亿元(1530万美元)的 Pre-A 轮融资。公司总部位于中国杭州,在上海、合肥、美国底特律等城市设有研发机构。

设计挑战
宏景智驾所打造的域控制器 ADCU 属于智能驾驶的中央控制器,定位于 L3 及以上高级自动驾驶系统。相比 L0-L2 ADAS 那样的传统分布式控制系统,L3 及以上自动驾驶系统是技术的分水岭。由于驾驶员的参与度降低,系统的安全性也就要求更高,功能和复杂性也随之大幅增加。

尽管拥有强大的技术优势,但宏景智驾知道,进入自动驾驶市场后,它将面临众多前所未有的挑战,其中包括:

• 算力 – 随着传感器种类及数量的增加,机器学习算法日益复杂,需要提供更强的算力来支撑域控制器进行信息处理与决策。传统的几百兆主频的 MCU,甚至是 CPU,都已经无法满足庞大算力的需求。另一个与计算相关的挑战是如何在域控制器上部署智能 AI 引擎以实现智能驾驶。

• 可扩展能力 – 针对可扩展能力而言,一个重要的考虑因素是如何在不牺牲性能和成本优势的前提下,提供可以不断优化算法的可扩展能力。宏景智驾认为,只有可以根据不同应用客户和应用场景进行量身定制的自动驾驶系统,才能真正被用户接受,并因而实现实质性的商业落地。

• 安全性 – 与其他市场相比,汽车电子在合规上要求更加严格。然而当前市场上 L3 以上高级自动驾驶系统大多是基于工业控制器,无法满足大规模量产的车规级要求。此外,L3 及以上高级自驾系统域控制器还需要满足更为严格的功能安全要求,也就是 ISO26262最高安全等级 ASIL-D。

• 功耗是域控制器面临的另一大挑战。与标准的车载 ECU 相比,高级自动驾驶域控制器的功耗要大得多。市面上的工业控制器的功耗多在 500W 到 1000W 之间,完全无法满足量产需求。

• 设计工具也是自动驾驶系统面临的另一个挑战。“工欲善其事必先利其器。”正确地组合使用集成硬件和易用型软件是相当困难的。一个完美的自动驾驶系统需要承载软硬件工程师共同的智慧。

解决方案
赛灵思车规级 XA Zynq®UltraScale+™ MPSoC 平台提供了特有的自适应能力及高性能计算能力,完美契合宏景智驾 ADCU产品需求,促成了其名为“双子星 (Gemini)”的软硬一体化自动驾驶计算平台 ADCU 的成功推出。该平台解决了市面上绝大多数自动驾驶固有的非车规、功耗高、性能弱等问题,为自动驾驶提供了一个集高性能、高能效、高安全、高可靠、高通用性的计算平台,是目前中国市场上少有的能够支持高级自动驾驶的通用型域控制器平台解决方案。

宏景智驾 CEO 刘飞龙表示:“宏景智驾在 ADCU 产品方案定义过程中,综合比较了多种芯片方案,赛灵思车规级XA Zynq® UltraScale+™ MPSoC的高性能、低时延、低功耗,以及硬件可配置等诸多优点,是我们最终选择赛灵思产品的原因。”

采用 16nm 工艺并符合 ISO26262 ASIL-C 级认证的 Zynq UltraScale+ MPSoC,是一款异构多核的自适应 SoC 平台,面向 L2+ 到 L4的高级驾驶辅助系统 (ADAS) 应用和自动驾驶 (AD) 应用。该平台提供了业内最高水平的芯片集成能力,优异的可编程能力、出色的计算性能及丰富的 I/O 接口,可以全方位满足宏景智驾驶 ADCU 平台对车规、安全、质量、可靠性以及定制化可扩展能力的需求。

设计成效
得益于赛灵思硬件处理器的高性能和 Vitis AI 软件开发平台的有力支持,宏景智驾 ADCU 提供了优异的软硬件性能。

宏景智驾的全栈式自动驾驶解决方案提供了五个特有优势。其中包括:
1. 多核异构架构提供的超高性能
2. 整机功耗小于 70W 的高能效
3. 满足 ASIL-D 功能安全等级的高安全性
4. 满足车规级量产要求的高可靠性
5. 覆盖 L1-L4 应用的模块化软件架构的高通用性

该方案可以支持最高 12 路摄像头,6 路激光雷达系统及多路毫米波雷达的接入和数据处理,可实现实时的多路多目标 AI 感知处理。此外,它还支持为 L1-L4 多种应用场景量身定制的 ASIL-D 级功能安全模块化软件架构。

此外,宏景智驾还采用了赛灵思 Vitis AI 平台,这是一个完整的、基于软件的 AI 开发环境,提供了一系列 AI 加速处理器、AI 优化器、AI 量化器、AI 编译器工具以及面向深度学习神经网络的参考设计。该工具有助于宏景智驾进行深度学习模型的部署和优化,满足其自动驾驶计算平台对 AI 单位功耗性能的更高要求。

图 2: 宏景智驾自动驾驶计算平台单元

在赛灵思的支持下,宏景智驾已于 2019 年 7 月推出双子星计算平台原型机,并于2020 年 1 月推出产品,目前已在部分 L3 和 L4 行业专业用户成功装车并运营,并取得多个国内主流 OEM 厂商的样件订单。此外,公司目前也已在干线物流智能驾驶卡车、城市自动驾驶出租车 (Robotaxi)、受控环境内的无人矿车等丰富的应用场景下实现了成功应用。

附加资源:进一步了解赛灵思 XA Zynq®UltraScale+™ MPSoC 平台

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