先進駕駛輔助系統之市場現況與挑戰

作者 : Arm

除了廣泛的汽車生態系外,Arm在提供ADAS系統方面已經發揮了關鍵作用,但在大規模部署方面仍面臨挑戰…

Strategy Analytics最新報告指出部署先進駕駛輔助系統(ADAS)的三大挑戰。

 

 

ADAS最初是在高級轎車上的高階功能,但由於消費者和安全監管機構對該系統的興趣日益濃厚,使得在所有級別車輛的採用率都大幅上升。事實上,Strategy Analytics最新報告預測,2020~2025年間,市場年平均成長率為17.7%。

除了廣泛的汽車生態系外,Arm在提供ADAS系統方面已經發揮了關鍵作用,但在大規模部署方面仍面臨挑戰。在Strategy Analytics最新報告中指出,汽車產業在大規模部署ADAS時必須解決的三大問題為:成本(特別是在低階系統和較便宜的車輛上)、利用自駕車的學習,以及如何在軟體定義汽車上管理ADAS。

管理ADAS的成本

Strategy Analytics最新報告概述了美國、歐洲、日本、中國和韓國的許多安全標準倡議,這些倡議都依賴ADAS功能來減少交通事故,這些地區佔全球汽車銷量的絕大部分,但是只有當新型及更安全的汽車價格是人們負擔的起時,才能實現安全效益,這使得在幾乎所有車輛上所需具備的基本ADAS功能之成本,成為人們關注的焦點。

Arm車用事業部副總裁Chet Babla在2020年4月探索部署最先進的ADAS安全技術的經濟挑戰時,提出需要關注一點:倘若即使是最便宜的車型也必須配備價值數百美元的新式ADAS技術時,該由誰付錢?

幸運的是,Arm及其蓬勃發展的生態系已證明有能力提供多重市場健康競爭的環境,包括ADAS。

正如Strategy Analytics發佈最新報告所強調,攝影機是ADAS所需的基本感測器,因此,由視覺開始尋找效率很合乎邏輯,這也是Arm能進行豐富創新的領域。Mali-C71AE為汽車市場開發的第一台安全影像訊號專用處理器(ISP),該處理器提供了針對電腦視覺和人類視覺的需求進行優化的解決方案,從而在ADAS應用中能以更簡單的軟體和減少整個感知管道的處理器工作負載。

Arm在低功耗運算方面的專業知識有助於控制ADAS所需的硬體成本,降低功耗可節省在電池、電源、電源線、散熱器和電子控制單元(ECU)外殼的成本。在Arm生態系統中,像Brodmann17這樣的公司正在為ADAS在全新更有效率的CPU上進行感知演算法之創新,這些演算法可以在靈活且廣泛可用的Arm SoC上運行,而不需要專業的神經處理單元。

將自動駕駛數據用於ADAS

在北美、歐洲和亞洲的許多城市,機器人計程車和自動駕駛車的研究和試驗計劃正在激增。雖然這些試驗中部署的自主技術在若干年內不太可能在私家車中量產,但OEM意識到,它們在試驗車輛中構建的某些功能已經能夠讓它們與其他品牌車輛做出差異化,並且在建立技術領先聲譽方面發揮作用。例如自動代客停車和車道保持輔助等功能可以提高駕駛的安全性和駕駛樂趣,消費者對此表現出濃厚的興趣,並且願意為此體驗支付溢價,甚至月費。

然而,任何OEM在其車輛中安裝獨特的ADAS功能都不會保持太久,因此加速上市時間對於差異化至關重要。

但是,幾乎所有ADAS功能都需要如同ISO 26262所定義的功能性安全方法,OEM和一線汽車合作夥伴需要由起始就將功能安全能力整合到處理器中,以簡化ADAS系統的開發、驗證和認證,此一要求在包含Arm Cortex-A78AE應用處理器、Arm Mali-G78AE 圖形處理器Arm Cortex-R52即時處理器這一不斷擴大的安全就緒產品系列中實現。

Arm合作夥伴專注於開發OEM所需的SoC,以在高階ADAS功能方面進行創新,最近發佈的合作夥伴包括NXP S32S平台、Renesas R-Car-V3U和最近宣佈的Nvidia Atlan。

管理ADAS中的軟體複雜性

早期ADAS系統的架構相對簡單,通常軟體運作在專用ECU上,與其他功能協作的需求不高,但新的軟體定義汽車具有多個ADAS功能、共用相同的感測器和致動器(actuator),因此軟體日趨複雜。

解決方案是將許多功能整合到一個更強大的ECU中,我們稱之為域控制器(domain controller)。Strategy Analytics強調ADAS域控制器(ADAS domain controller)是ADAS中成長最快的應用之一,年平均增長率估計為50%。

由於它整合了多個功能,其中部分功能具有複雜的處理要求,因此域控制器必須提供高效能運算,以及安全和即時功能。Arm AE和Cortex-R即時處理器非常適合應用在ADAS系統的SoC上,提供即時效能,同時支援最高水準的汽車安全完整性。

由於預計現今交付的車輛在其生命週期中將體驗軟體升級,域控制器的運算能力需具一定程度的效能。

若要在單一SoC上安全執行多個ADAS應用,則需要虛擬化才能將這些工作負載彼此分離,Arm AE應用類處理器系列和Cortex-R52即時處理器提供此種能力,而我們的生態系合作夥伴在虛擬機器監視器(hypervisor)方面的專業知識則簡化了開發過程。

通用ADAS時代

從今起,大多數離開世界汽車工廠的車輛都將配備多重ADAS功能,使道路運輸對駕駛者、乘客和其他道路使用者的危險性大大降低。

Arm及其生態系致力於為所有道路使用者提供可擴展、安全、節能與異質性運算,為所有道路使用者提供可負擔的ADAS。

Strategy Analytics最新發的車用市場報告《先進駕駛輔助系統的演進》

 

 

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