構(gòu)建安全可靠的高級駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 和自動駕駛系統(tǒng)非常復(fù)雜，沒有制造商可以單獨開發(fā)所有必要的技術(shù)。

相反，有一個廣泛的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，每個合作伙伴都致力于所需技術(shù)的不同方面。

毫無疑問，這些子系統(tǒng)的集成對于自動駕駛汽車市場的成功至關(guān)重要。借助正確的開發(fā)和測試平臺，開發(fā)人員可以迭代地設(shè)計、構(gòu)建和測試他們的想法，從而更快、更可靠地將其從概念轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)過驗證且可投入生產(chǎn)的設(shè)計。

一家開發(fā) ADAS 和自動駕駛開發(fā)工具的公司最近向Vecow尋求幫助，為其開發(fā)和測試平臺創(chuàng)建硬件。Vecow 是設(shè)計和生產(chǎn)用于汽車和工業(yè) AI 等應(yīng)用的工業(yè)級計算機的領(lǐng)導(dǎo)者。

首先，該平臺需要為 OEM 和一級供應(yīng)商設(shè)計。它還需要為開發(fā)和驗證系統(tǒng)功能和性能提供集成的軟件和硬件。該平臺還需要能夠收集、同步和分析來自各種相機和其他傳感器的數(shù)據(jù)。

由于要使用的攝像頭和傳感器種類繁多，平臺將變得至關(guān)重要，而且系統(tǒng)能夠支持全方位的接口也很重要。范圍從串行端口到 CAN、CAN FD、FlexRay、LIN、以太網(wǎng)（即，用于 LiDAR）和 USB 等。還需要具有足夠 I/O 的靈活硬件來提供足夠數(shù)量的每個接口。隨著可用傳感器和攝像頭的列表不斷增加，所需的硬件接口和軟件驅(qū)動程序必須易于集成，以便快速輕松地支持每個新設(shè)備。

OEM 在最初的努力中遇到的一個問題是很難找到一個能夠滿足其大多數(shù)汽車客戶需求的單一工業(yè)計算平臺。每個汽車制造商都必須滿足針對不同應(yīng)用和目標市場的不同規(guī)格。必須為每個客戶構(gòu)建特定的計算平臺將大大延遲公司交付系統(tǒng)的能力。這也會使支持該領(lǐng)域的每個開發(fā)平臺變得更加困難。創(chuàng)建定制系統(tǒng)會推高它們的價格并限制它們的競爭能力。

制造商也不希望使用定制平臺。將系統(tǒng)集成在一起時，可能很難確定每個獨特系統(tǒng)的要求，尤其是當每個車輛應(yīng)用程序都不同時。使用定制方法，制造商必須根據(jù)具體情況確定必須執(zhí)行哪些適當?shù)挠嬎阆到y(tǒng)。這會導(dǎo)致開發(fā)延遲，因為工程團隊必須評估可用技術(shù)，定義自定義系統(tǒng)，然后花時間集成自定義系統(tǒng)，然后才能對其進行測試和評估。定制設(shè)計的進一步復(fù)雜性可能會導(dǎo)致挫折，尤其是當 ADAS 和自動駕駛技術(shù)以驚人的速度發(fā)展時，導(dǎo)致應(yīng)用和市場需求不斷變化。

為了解決這個問題，平臺公司求助于 Vecow 來幫助定義和構(gòu)建一個工業(yè)計算平臺，以滿足客戶不同的硬件、軟件、電源和預(yù)算要求。

ADAS 和自動駕駛系統(tǒng)要求

ADAS 和自動駕駛功能的復(fù)雜性意味著該平臺必須提供強大的計算和處理資源。更復(fù)雜的處理是，車輛需要實時處理大量數(shù)據(jù)，以滿足車輛高速行駛的嚴格響應(yīng)要求。

為滿足接口需求，硬件需要豐富靈活的I/O。具體來說，該平臺需要多個用于相機的 USB 2.0 和 3.0 端口，多個用于擴展卡的 PCIe 插槽，以及用于連接其他硬件的多個 Mini PCIe 插槽。

跨平臺解決方案也是必須的。雖然該系統(tǒng)主要基于 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng) （OS），但它需要支持制造商跨不同平臺、應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)使用的所有內(nèi)部和第三方軟件。

汽車動力

特別值得關(guān)注的是車載功耗和電源保護。開發(fā)和測試平臺需要在車輛中運行以收集真實數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)還依賴于通常具有高功耗的 GPU。汽車應(yīng)用面臨的一個挑戰(zhàn)是更高功率的子系統(tǒng)會影響安全性。具體來說，如果 ADAS 和自動駕駛平臺耗電量過多，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或關(guān)機，從而使駕駛員處于危險之中。因此，平臺需要能夠利用車輛的可用電源可靠且穩(wěn)健地運行。

系統(tǒng)架構(gòu)還需要考慮物理魯棒性?？紤]到車輛在道路測試和實際使用過程中可能遇到的各種環(huán)境條件，該系統(tǒng)必須支持較寬的工作溫度。硬件還必須能夠承受使用過程中可能出現(xiàn)的振動和沖擊水平，例如激活緊急制動器時。

優(yōu)化一致且靈活的平臺

Vecow 與合作伙伴公司合作，為其客戶定義了三個硬件和軟件解決方案平臺，稱為 Autoware 平臺。入門級平臺基于Vecow 的 SPC-4020A 嵌入式 PC，基于 Intel Atom CPU。它專為需要收集相對少量數(shù)據(jù)的應(yīng)用而設(shè)計，具有緊湊的尺寸、優(yōu)化的車載操作電源以及靈活的接口范圍（CAN、USB 和 Mini PCIe）。

對于需要更多數(shù)據(jù)收集和處理并具有實時響應(yīng)能力的應(yīng)用，RCX-1440R Advanced Autoware 平臺提供基于英特爾酷睿 i7-97001 處理器和英特爾 C246 芯片組的工作站級功能。通過定制背板，RCX-1440R 可以支持更廣泛的接口，最大功率預(yù)算為 300 W。

對于計算最密集的應(yīng)用程序，Vecow 提供了GPC-1000 Professional 平臺，能夠?qū)崟r AI 計算帶到邊緣。憑借配備 Intel C246 芯片組的 Intel Xeon E-2278GE 處理器，GPC-100 可提供 1500 W 的最大功率預(yù)算。這足以支持多個 GPU，并使開發(fā)人員可以輕松連接和利用 GPU 資源進行視頻和 AI處理應(yīng)用程序。

所有這些系統(tǒng)都針對車載操作進行了優(yōu)化，支持廣泛的輸入功率、浪涌保護和點火功率控制功能。每個系統(tǒng)都支持在工業(yè)溫度范圍內(nèi)無風(fēng)扇運行，并通過 EN50155 認證，具有抗沖擊和抗振動保護功能。

這些系統(tǒng)還設(shè)計有靈活的界面。開發(fā)人員無需構(gòu)建自定義平臺，而是可以配置這些優(yōu)化系統(tǒng)以使用他們選擇的傳感器和擴展卡。這也有助于面向未來的系統(tǒng)，因此當這些設(shè)備可用時，它們可以支持新的傳感器、相機和其他子系統(tǒng)。

ADAS 和自動駕駛的構(gòu)建模塊

這三個系統(tǒng)為構(gòu)建 ADAS 和自動駕駛系統(tǒng)提供了堅實的基礎(chǔ)。這三個選項之間的選擇簡化了制造商在確定使用哪個平臺時的評估過程。由于這些平臺將大量軟件與硬件集成在一起，進一步加快了評估速度。此外，三個平臺的可用性意味著制造商可以選擇遷移到功能更強大的平臺，因為他們的自動駕駛汽車應(yīng)用程序的功能和復(fù)雜性都在增加。

通常，ADAS 和自動駕駛開發(fā)在本地完成，但需要交付到全球市場。各個地區(qū)（美國、英國、西班牙、瑞典、日本、中國等）有不同的法規(guī)，因此自動駕駛汽車開發(fā)和測試平臺必須能夠反映這些地區(qū)差異。使用一致的工業(yè)計算平臺簡化了跨區(qū)域、市場和應(yīng)用程序調(diào)整解決方案的過程。例如，平臺的靈活性使開發(fā)人員能夠針對目標區(qū)域使用適當?shù)膫鞲衅骱蛿z像頭，并適應(yīng)新的傳感器和攝像頭。

為了成功開發(fā)安全且堅固的自動駕駛汽車，制造商必須顛覆他們設(shè)計汽車的方式。設(shè)計硬件需要高水平的專業(yè)知識，以提供足夠的處理能力，同時安全可靠地滿足車輛的尺寸和功率限制。許多計算機平臺公司專注于更通用的市場，為了滿足汽車市場的要求，他們必須為每個應(yīng)用定制通用平臺。

Vecow 能夠創(chuàng)建一個針對 ADAS 和自動駕駛行業(yè)進行了優(yōu)化的工業(yè)計算平臺，因為它在汽車領(lǐng)域的廣泛工作以及認真傾聽客戶的意見。例如，通過花費大量時間研究 GPU 的內(nèi)部電源要求以及如何可靠、穩(wěn)健地滿足這些電源需求，Vecow 了解這些系統(tǒng)需要支持的功能范圍以及如何安全地為其供電。

審核編輯：郭婷