瑞萨用「众包思维」做自动驾驶平台,能重振往日雄风吗?

  • 发表于: 2016/07/01 06:26:00 来源:车云网

瑞萨2011年大地震后元气大损,之后调整产品线结构,集中在汽车MCU发力,利用众包思维向自动驾驶平台靠拢。

“平台”似乎已经变成了半导体行业的流行词汇。不管是恩智浦前段时间推出的BlueBox,计划2018年样品面世的Mobile EyeQ5芯片,亦或是英伟达今年CES发布的Drive PX2,都属于传统芯片厂商在后端软件产品领域的尝试。不过平台化趋势的走俏,也从侧面反映出,目前全球汽车工业在自动驾驶/车联网技术的研发生产上面临着关键性挑战,而大家几乎是不约而同地选择了基于平台化产品的解决方案。

对日本半导体巨头公司瑞萨(Renesas Electronics Corp.,)而言,自动驾驶、智能互联汽车的科研热,使其得以从幕后走到台前。它不再只是一家拥有全球车用MCU市场份额40%的半导体公司,瑞萨针对车载娱乐信息系统开发的R-Car系列SoC系统芯片,已经让它变成了不折不扣的Tier 1供应商。

瑞萨Renesas的R-Car车用SoC系统芯片解决方案

震后“重组”业务,瑞萨朝着平台化产品路线挺进

2011年,日本东北部海域发生9.0级地震并引发海啸,造成重大人员伤亡和财产损失,日本汽车行业也受到影响,丰田、本田、日产等整车企业部分工厂停产,而瑞萨在日本国内的22个基地中,有7个因受灾而停产。

这次“东日本大地震”发生之前,瑞萨的车用MCU芯片有近40%的市场份额,然而地震损毁了大量厂房和产品线,技术工人的伤亡使得瑞萨元气折损不少。其实,几乎很少有主机厂知道瑞萨的名字,它的半导体产品主要卖给了Tier 1供应商。直到“东日本大地震”发生,主要生产力量被毁,迫使瑞萨不得不开始配给供货。

四年过去了,尽管重建计划基本完成,企业营收业已扭亏,但瑞萨仍面临着比较严峻的外部竞争。因此,为了更好地适应目前汽车产业的发展趋势,为了能重塑自己的行业地位,瑞萨开始尝试朝着“后端软件”的策略方向开发新产品。在去年的「瑞萨开发者大会(Renesas DevCon)」上,瑞萨电子北美公司总裁Ali Sebt在接受记者采访时表示,“对瑞萨来说,提升产品销量的唯一方式得看我们的端客户对我们的要求有没有增加。目前,我们需要适应平台化产品的发展趋势,毕竟对整个汽车及半导体行业而言,这已经是一个平台化的时代了”。

瑞萨自2012年展开组织改革,将车用控制系统列为未来主要事业,便开始积极整合旗下车用电子芯片产品,推出名为R-Car的系统LSI,用以整合汽车资讯系统,提供车内车外各项资讯的整合呈现,以利推动自动驾驶技术实现。

毫无疑问,现在OEM主机厂都希望自己品牌的车型具有与众不同的功能和交互界面,但事实是,他们用于无人驾驶汽车计算平台开发的资金投入,有60%~70%都花在了消费者根本看不到的后端软件上。这也是为什么瑞萨会把赌注压在后端软件上的原因:

目前,瑞萨联合美国爱达荷州的创业公司Harbrick,开发了一款面向无人驾驶汽车的软件操作系统平台—PolySync,它的优势在于增加或减少传感器时,开发人员无需重写所有的后端代码。Josh Hartung,Harbrick CEO,认为平台系统的好处在于能够发挥功能主体最大的作用。如果车企需要为自动驾驶汽车搭建后端软件平台的话,它肯定希望能架设自己的蜂窝网络,构建自己的车联网系统。

Renesas联合其他供应商共同打造的无人驾驶实验车

去年秋天的时候,瑞萨在开发者大会上展示了一辆基于凯迪拉克SRX打造的自动驾驶试验车。这辆SRX装备了两枚Velodyne的激光雷达,德尔福提供的5个雷达传感器,Ibeo6组LUX激光雷达系统以及SRX内置的三枚摄像头和传感器组件。它能够实现V2V和V2I通讯,使用了Harbrick的PolySync无人驾驶汽车操作系统,该系统的核心正是瑞萨开发的R-Car H2 SoC系统芯片。

PolySync作为一款无人驾驶汽车操作平台,设计初衷就是为了帮助开发人员快速建立、测试和展开自动驾驶相关功能的研发。PolySync的应用和iOS或Android设备上运行的App类似,提供严格定义和标准化的API接口,它提供了后端开发的基础环境,这样软件工程师可以将精力完全放在算法的开发上。正因如此,这辆凯迪拉克SRX从4S店提车,加工改造,到最后变身无人驾驶试验车,总共才花了3个月的时间。

PolySync自动驾驶操作平台解析

Josh 在接受记者采访时表示,“PolySync这款平台可供主机厂用来快速开发安全系数高的无人驾驶汽车,结合瑞萨R-Car H2高性能SoC系统芯片,能够实现真正的传感器融合”。

据车云菌了解,瑞萨的无人驾驶开发平台项目包含了若干辆凯迪拉克SRX组成的无人驾驶试验车队(Skyline Fleet),这些车辆可用作相关技术研发的开放实验室。除Harbrick之外,瑞萨和NewFoundry, Arada Systems, eTrans Systems, Cogent Embedded这几家供应商达成了项目合作协议。其中,Cogent Embedded提供了3D环视和车道偏离预警系统,Arada和eTrans则负责V2V、V2I技术支持,该系统使用了频率为5.9GHz的DSRC专用短程通讯技术。

面向自动驾驶再升级

2015年12月2日,瑞萨推出了用于驾驶安全辅助系统和车载信息娱乐系统的第三代R-Car汽车平台解决方案。R-Car H3是第三代R-Car的首款产品,基于ARM® Cortex®-A57/A53核构建,采用ARM的最新64位CPU核架构,实现了40000 DMIPS的处理性能。此外,R-Car H3采用PowerVR™ GX6650作为3D图形引擎,可为驾驶员提供及时可靠的信息显示。

R-Car H3是瑞萨推出的第三代车用SoC解决方案的首款产品R-Car H3是瑞萨推出的第三代车用SoC解决方案的首款产品

除了CPU和GPU以外,片上并行可编程引擎IMP-X5也提供了先进的图像识别技术。IMP-X5是瑞萨电子独有的识别引擎,专门为与CPU配合处理而进行了优化。它的识别性能是第二代R-Car系列内置的IMP-X4的四倍。具备较强的CPU处理性能、图像识别处理功能,符合ISO 26262(ASIL-B)标准,同时可提供SiP封装,可支持多种汽车应用。

值得一提的是,R-Car H3是业界第一款采用台积电「16纳米 FinFET」制程工艺的车用SoC,它的计算性能比R-Car H2大概高出60%,但功耗却大大降低了。而为了适应驾驶安全辅助系统的需要,R-Car H3配置了更高的识别运算能力,可准确、实时处理从汽车传感器获得的大量信息,系统制造商可在此基础上运行更为复杂的应用,例如障碍检测、驾驶员状态识别、危险预测和防范。

为进一步提升驾驶安全辅助系统,R-Car H3还遵从了汽车功能安全所要求的ISO 26262 (ASIL-B)的要求。此外,随着车载信息娱乐系统对系统和服务(例如智能手机和云服务)互联性要求的提升,系统外部传输的数据量大幅增加,人机界面(HMI)需要准确、实时地处理大量数据。R-Car H3可支持高效的图形设计,以运行众多的高级应用和丰富的用户界面。 

因此,R-Car H3大幅提升了高级驾驶辅助系统和车载信息娱乐系统所需的识别运算和人机界面运算性能,相比前一代产品,更适合作为面向自动驾驶的汽车计算平台

R-Car H3产品架构图R-Car H3产品架构图

据车云菌了解,今年五月,瑞萨已经将Skyline Fleet无人驾驶试验车队使用的R-Car H2升级为R-Car H3。按照瑞萨常务执行董事兼车载资讯系统事业部长吉田正康的介绍,R-Car系列可分成三个系列: 

  • E系列,仅具最基本功能的入门款,整合影音显示娱乐与智能型手机结合机能;

  • M系列,进阶款,在E系列机能上追加导航与高解析度影像显示机能,必要时可进行单荧幕多种资料融合即时显示;

  • H系列,最高阶款,M系列所有机能加上影像辅助的避撞与自动驾驶机能。



除了各方面性能提高以外,R-Car H3也会顾及与量产中的前代产品:R-Car H2/M2/E2之间的相容性,简化产品设计与生产问题,并对应汽车安全规格ISO26262(ASIL-B)要求。目前瑞萨可提供R-Car H3样品,计划2018年3月实现量产,2019年3月月产量预计将达到10万件

瑞萨对R-Car系列SoC芯片产品的未来发展规划瑞萨对R-Car系列SoC芯片产品的未来发展规划

就在上周,瑞萨又宣布了一项基于汽车系统芯片SoC的创新技术:用于SoC的全新双端口片上SRAM,它将作为高性能SoC在视频处理过程中的缓冲存储器使用。那这项技术对提高自动驾驶汽车的安全性有什么帮助呢?

我们都知道,ADAS及V2V、V2I通讯技术是瑞萨目前整个自动驾驶开发平台项目的重点。因此前面提到的R-Car系列的SoC系统芯片需要能够实时、快速、高效地完成对传感器数据的融合处理。甚至为了提高SRAM的运行速度,未来还可能会开发多端口的技术,允许同时进行数据的读与写。 

目前瑞萨已经试制了这款16纳米制程工艺的SRAM样品。它的数据读取速度达到了313psec(时间单位,万亿分之一秒),但所需电压仅为0.8伏。

车云小结

2011年的“东日本大地震”让瑞萨元气大创。2012年,在接受了丰田、日产和松下等客户提供的约18亿美金的“救助”基金后,瑞萨开始整改自己的产品线和业务方向,计划未来将重心放在MCU车用控制系统上。而此前,瑞萨涉及的产品领域有十二个之多。

截止到2015年3月31日,受日元疲软影响,瑞萨实现盈利超1044亿日元(约合8亿5千万美元)。不过像恩智浦这样的竞争对手可没闲着,趁着瑞萨仍未崛起之时,斥资118亿并购飞思卡尔,一跃超过瑞萨成为全球最大的汽车半导体供应商。此外,瑞萨和英飞凌也组成了联盟,试图在面向自动驾驶的超级计算平台上和英伟达一较高下,瑞萨赌上的无疑是自己多年在汽车级产品领域多年的制造经验和良好信誉。

从上面的对比我们不难发现,相比于恩智浦和英伟达的单打独斗,瑞萨联合了其他供应商,在共同推动无人驾驶开发项目的顺利进行,目前已经有类似谷歌的试验车队在加州进行实际路测。相比之下,恩智浦的BlueBox和英伟达的Drive PX2可能更多地在依赖车企平台对产品未来投放市场进行着调校、打磨。不过之前也提到过,平台化产品是趋势,但鉴于目前还没有任何成熟的产品商用化,而论及输赢,其实尚无定论。

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