購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)（簡(jiǎn)稱EV）的人數(shù)正在呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。據(jù)估計(jì)到2030年道路上的新能源汽車(chē)數(shù)量將達(dá)到1000萬(wàn)輛，到2040年這個(gè)數(shù)字將達(dá)到3600萬(wàn)。隨著政府制定碳排放目標(biāo)以及越來(lái)越多的消費(fèi)者意識(shí)到新能源汽車(chē)在使用成本和環(huán)境保護(hù)方面的好處，汽車(chē)行業(yè)正處于一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

這一變化發(fā)生的同時(shí)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛功能也正隨之而來(lái)。 隨著LV3和LV4自動(dòng)駕駛技術(shù)越來(lái)越普及，駕駛員可以將注意力從道路上轉(zhuǎn)移開(kāi)，不用過(guò)分操心駕駛。人們對(duì)傳感器的需求正在不斷的增長(zhǎng)，這些傳感器將被集成到車(chē)輛上從而替代司機(jī)的眼睛。越來(lái)越多的攝像頭、外部激光雷達(dá)（LIDAR）甚至內(nèi)部傳感器來(lái)監(jiān)控駕駛員的安全和注意力，這對(duì)未來(lái)的駕駛無(wú)疑是件好事，但是有一點(diǎn)是非常具有挑戰(zhàn)性的：電力的消耗。

傳感器消耗的每一瓦特的功率都會(huì)影響車(chē)輛的行駛里程，那么汽車(chē)制造商如何在不影響車(chē)輛行駛里程的情況下實(shí)現(xiàn)未來(lái)汽車(chē)的特性呢？

從新能源汽車(chē)的設(shè)計(jì)來(lái)考慮

一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是提高系統(tǒng)本身的效率。通過(guò)開(kāi)發(fā)能夠能夠采集數(shù)據(jù)的低功率的傳感器我們可以立刻節(jié)省功耗，但是所有采集到的數(shù)據(jù)都需要傳輸?shù)侥硞€(gè)處理器進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)越多芯片處理的功耗就越大。自動(dòng)駕駛的高級(jí)概念車(chē)和先進(jìn)的ADAS系統(tǒng)依賴于PC級(jí)別的水冷GPU解決方案，以處理這些密集和復(fù)雜的計(jì)算。但是當(dāng)電池的容量有限時(shí)，350W功耗的GPU就顯得捉襟見(jiàn)肘了。

解決這個(gè)問(wèn)題的最好辦法之一就是從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)，考慮將汽車(chē)作為一個(gè)平臺(tái)。與其采用多種模塊設(shè)計(jì)不如使用更高密度的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)更高效的計(jì)算，同時(shí)減少車(chē)內(nèi)芯片的數(shù)量。采用定制的設(shè)計(jì)就可以從底層開(kāi)始實(shí)現(xiàn)功能安全設(shè)計(jì)。例如最近為汽車(chē)設(shè)計(jì)的Imagination XS系列GPU就符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)。這意味著單個(gè)GPU可以在內(nèi)部立即進(jìn)行故障檢測(cè)。與其他解決方案相比汽車(chē)制造商對(duì)芯片的需求減少了50%。

從宏觀到微觀，把小的收益放大

在我們主要的ADAS GPU產(chǎn)品中，我們有定制設(shè)計(jì)的、高密度的、功能安全的芯片，但我們還能怎樣降低功率讓駕駛員在不關(guān)閉所有設(shè)備的情況下行駛更多的里程呢？ 在任何現(xiàn)代汽車(chē)中都集成了數(shù)百個(gè)電子控制單元（ECU），分布在汽車(chē)的各個(gè)模塊中。這些單元可以控制和監(jiān)控高端ADAS功能，甚至可以控制汽車(chē)的電動(dòng)后視鏡。

每個(gè)微控制器都需要控制自己的功能在整個(gè)汽車(chē)系統(tǒng)里面的功率預(yù)算，一兩個(gè)微控制器可能產(chǎn)生的影響，但整體上來(lái)看功率數(shù)則非常大。降低汽車(chē)中ECU的數(shù)量也是功能安全考慮的一方面，每個(gè)核需要管理一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用或功能來(lái)確保沒(méi)有信息交叉以及整個(gè)系統(tǒng)的功能安全，IP供應(yīng)商正在研究如何以聚焦安全的方式來(lái)挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的做法。

降低功耗的一種方法是將不同ECU控制的功能變成一個(gè)多核的ECU處理單元，通過(guò)將多種功能合并，無(wú)論是定位，還是其他場(chǎng)景應(yīng)用，我們都可以降低對(duì)獨(dú)立ECU的需求以及由此產(chǎn)生的功率消耗。硬件虛擬化是一種方案選擇，它允許GPU執(zhí)行多個(gè)工作負(fù)載，例如儀表盤(pán)、后視攝像頭、信息娛樂(lè)控制中心都有一個(gè)芯片來(lái)負(fù)責(zé)處理。在一個(gè)GPU上將這些功能隔離開(kāi)來(lái)，多個(gè)操作系統(tǒng)和功能就可以同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，通過(guò)滿足功能安全標(biāo)準(zhǔn)比如ISO 26262對(duì)每個(gè)核的故障進(jìn)行自檢，我們很容易看到ECU的數(shù)量大幅減少。

保持向前發(fā)展

新能源汽車(chē)并沒(méi)有廣泛的使用，而且這個(gè)行業(yè)也還沒(méi)有形成一個(gè)更加安全的自動(dòng)駕駛標(biāo)準(zhǔn)。從ADAS到門(mén)鎖，每一瓦特的功率都至關(guān)重要，將新能源汽車(chē)與自動(dòng)駕駛技術(shù)緊密結(jié)合在一起的關(guān)鍵就是IP供應(yīng)商以及芯片廠商，他們將繼續(xù)為汽車(chē)開(kāi)發(fā)支持各種功能特性并實(shí)現(xiàn)低功耗提供解決方案。

英文鏈接：https://www.newelectronics.co.uk/electronics-blogs/why-is-efficiency-critical-in-electric-vehicles/231082/

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