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2024年3月15日,中国电动汽车百人会论坛(2024)在京开幕。围绕“巩固和扩大新能源汽车发展优势”这一核心议题,中国电动汽车百人会论坛(2024)将举办1场高层论坛、1场国际论坛、2场闭门会议、10场主题论坛,全面强化高端前瞻、全球视野、跨界融合的论坛特色。
在3月17日下午举行的智能汽车生态论坛上,欧冶半导体首席执行官、联合创始人高峰发表了演讲。
以下为演讲实录:
各位嘉宾,大家下午好,我今天想跟大家分享的题目是“以用户为中心,加速ICT与汽车产业融合”。汽车芯片本质是提供计算基础能力,应对汽车智能化这个浪潮,首先要回看,承载汽车智能化的计算的系统的终极形态应该是怎样?
通信技术和汽车的结合不是现在才开始,上世纪初,摩托罗拉最早开始推出移动电话的时候,大家就想过把这个东西装在车上,这个东西装上车上其实就不能装其它东西了,因为后备厢全部是支撑移动通信的设备。这个例子呈现出,早期汽车上所有电子的功能或者是智能化的功能,是硬性嫁接方式呈现。最早车诞生的时候,是以燃油机为主体的机械产品,最开始人们想到,把收音机放在车上可能是比较好的应用,这时收音机作为一个ECU就堆到车上。我们需要一个雨刷的时候,雨刷又作为一个ECU堆上去。车上承载的电子功能越来越多的时候,我们看到独立的ECU越来越多,一辆豪华车上的ECU可能有一百多个甚至两百个。会导致整车功能上去之后,每个ECU都是一个独立的孤岛,会导致车上面的线束特别复杂,每个功能和硬件是绑定的,导致车上面电子化或者智能化的功能要想进一步拓展变得非常难。有一点像智能手机出现之前消费电子方面的消费,原来看时间可能要买一个电子表,要导航可能要买一个GPS,要听歌可能要买一个MP3。为了实现一个个智能化功能,我们需要买一系列的硬件,就像最早车上一个一个的ECU。但是智能手机出现之后,所有这些都被颠覆掉,所有的硬件都消失了,变成智能手机屏幕上的一个一个app。智能手机本质上提供了计算平台、硬件平台,搭载操作系统,所有这些功能最后都被软件化了。智能汽车进一步发展,要叠加越来越多的智能化功能,沿用原先一个个叠加ECU的方式可能是不可行的,它最终一定走向软硬件解耦。这时要进一步地思考,承载车里面的计算平台,到底未来是PC的形态,还是计算网络的形态?PC可能就是单独的一个CPU来支持车里面所有的计算。计算网络可能是一个计算的系统,它作为一个系统来承接整个车的智能化计算的需求。
回顾一下通信的历史,这个历史跟车里面未来的E/E架构演进非常像。最开始我们的网络架构其实是两个电话之间用硬件连接,导致这个网络很难做拓展,要连接一千个用户,从数学上可能需要五千万根线才能够支撑这么少量的用户。为了解决这个问题,不管是现在的通信架构还是现在的计算架构,都走向分层的计算,有中央层、汇聚层、端侧的接入层,可以非常弹性地扩张,有尽可能多的端点。
看一下CyberTruck的例子。
去年在汽车智能化上有两件事情对行业来讲是比较有标志性意义的。一个就是以问界M9为代表的一系列新的车型的发布,它把智能化的体验变得更加触手可及。智能化具体是什么样的功能,带来了很多新的体验,M9问界的智能大灯选装是3万块钱,选装率特别高,我当时跟张永伟秘书长分享这个数字的时候,他也很有感触,消费者不是不愿意去消费,关键是能不能提供消费者愿意买单的体验和功能。
第二个事件是CyberTruck的发布,CyberTruck为什么重要?不是CyberTruck的车身很防弹、车身很“火星”,CyberTruck对行业带来的最大变化是它第一次把千兆以太网第在车里落地了,对车的E/E架构是非常大的推进。特斯拉在E/E架构上的变革在行业里至少领先三到五年,早期ModelS还没有引进先进的E/E架构,跟很多传统车的E/E架构是一样的,车里面一百多个ECU互相之间要连接,有信号线、电源线,导致车内线束非常复杂,带来几个问题:第一,线束总长度可达5到6公里,重量可达五六十公斤,成本可以达到一千到两千美金,线束的成本非常重。还带来一个问题,线束理线非常消耗人工,导致生产效率不能够进一步提升。在大量生产自动化的流水线上,很多工序都可以实现自动化,但是在理线这个环节往往占据了人工的50%以上。
到2017年Model3的时候,第一次把车身划成了三个物理区域:前车身、左车身、右车身,就是网络里的汇聚层,把这一层引入之后,各个端点就近引入到VCU之后,线束得到了极大的简化,从ModelS到Model3,线束的总长从五公里降到了1500米。CyberTruck又进了一大步,Model3里,VCU之间的连接还是传统的通信协议。CyberTruck里面,它第一次把千兆以太网引入,基于这个,它完全实现了线控的底盘、纯线控的方向盘。CyberTruck连接的终端数比Model3上升了50%,从273上升到368个,但同时线束的数量从490根降到了155根。马斯克的终极目标是,把车里线束的总长度降低到100米,从原来的五公里到六公里降到100米,这是巨大的下降。是不是能够做到?我们觉得完全可以做到。一个车充其量就是3×5米10来平方的面积,如果用一个高效的连接方式,完全有可能实现。
它带来另外一个很大的好处,就是软硬件的解耦。这种情况下,通过端侧、汇聚层和中央三层计算的平台,计算平台中间以太的方式连接,就形成一个标准、统一的计算的系统,这个系统就和原来承载的功能能够实现更好的解耦。
从Model3到CyberTruck,其实E/E架构得到很大的提升,整个VCU这一层的演进会分为三个阶段。
第一个阶段是区域的聚合,就是Model3的架构,我们会引入两个、三个、四个不同的区域控制器,就近地接入我们端侧的执行器。这种情况下,它更多起到什么作用呢?一,降低线束的长度。二,可以收编一些周围简单的I/O。
第二阶段,CyberTruck现在落地的架构,从区域聚合上升到了区域的控制,最典型的特征是它的网络性能得到了提升。
示意图画的是TSN,但实际上特斯拉这次没有采用TSN的标准,直接用了工业级的CDMA通信标准,但也实现了0.5毫秒的延迟。
第三个阶段,智能区域处理。它在2.0的基础上主要增加了区域处理的能力,未来有一些单侧的域处理其实可以在端侧进行完成,降低网络的负载,有些边缘的复制功能和处理的功能也可以在区域就近完成,就会和中央计算形成一个协同工作的模式。这个方式非常像现在计算通信的架构,有云计算、CDN、边缘计算、手机终端计算,形成了一个计算的系统,最终可能是车里面最高效的一个计算的平台。
整个E/E架构的变革可以大幅度提高造车的效率,降低造车的成本,同时带来软硬件解耦,真正实现所谓的软件定义汽车。
这个平台未来汽车智能化是不是就智能盯着自动驾驶这一个点?智能化的视野、眼界可以放得更开阔一些,因为高阶自动驾驶本质上还有很大的不确定性,包括苹果为什么在十年的投入之后放弃了它的造车计划?很大的原因是L4以上其实还有很大的不确定性,大家没有一个确定的时间表,认为这件事情什么时候可以到来。也许自动驾驶是未来汽车智能化里面的杀手级的应用,但是不是没有微信我们就不做智能手机了呢?也不是。汽车智能化会有非常广阔可能的一些应用,像去年问界M9智能化的大灯,消费者非常欢迎。包括像阿维塔12上的CMS,把玻璃变成两个摄像头,加上AI视觉增强的功能,能够在雨天、雪天、雾天、黑暗的环境看得非常清楚,大幅度降低风阻,实现3%—5%续航的提升。类似的都是汽车智能化里面非常广泛的可能性。互联网其实已经改造了各个传统行业,但是AI的技术,包括计算的这些技术,有可能把车里面所有的传统部件、传统的功能全部重构一遍。所以,智能化的空间会比我们想象得更大。不完全盯着自动驾驶或者是高阶自动驾驶这一条路往前走,而是我们怎么在架构上进行变革,把软硬件分离的可扩展的平台能够有效地构建起来,未来真正的各种应用可能是更加丰富,甚至是我们现在无法想象的。
未来汽车智能化的核心,一个是基于IP技术的车载接入网和骨干网,分层计算的模式。
计算能力会在中央、区域和端侧进行一个合理的分布,实现整体计算效率的最优。在这样一个合理分布的计算和通信的架构上,硬件可以灵活地扩展,功能软件化,实现OTA的升级,最终实现所谓的软件定义汽车。
在汽车芯片这个领域目前有两类玩家,一类是以恩智浦、英飞凌、瑞萨、ST、TI传统的汽车电子的玩家。还有一类是IT领域的玩家,英伟达、高通正在进入这个领域。回到标题,ICT产业和汽车产业深度融合,包括未来汽车作为一种终极的移动计算终端,它的整个计算架构一定会加速向IT化的方向继续演进。
欧冶的芯片目前也是规划从560系列,从Lite、Mini,会支持端侧的一些轻量级的智能化的处理。包括565系列和560系列会形成类似于从1.0到2.0、3.0灵活的解决方案的模式,当然我们也会有更高端的Plus和UItra,支持我们所谓的中央计算。当然整个产业的迭代,高级自动驾驶可能遇到一些困难和瓶颈。所以,汽车智能化一定是整车厂建立起商业上可以自我迭代的一种逻辑,包括一些端侧丰富的智能化的应用,也需要车厂积极地去拥抱,未来让我们整个智能化有各种可能性,能够百花齐放。
我的汇报就到这里,谢谢大家!
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