打入自動駕駛市場有方法,日本晶片廠瑞薩祭出四大絕招

作者 | 發布日期 2018 年 02 月 12 日 16:50 | 分類 晶片 , 汽車科技 , 自駕車 follow us in feedly

做為全球首屈一指的半導體供應商,瑞薩電子最近終於一改過去一段時間裡的低調,開始信心滿滿的進攻起自動駕駛市場。



這家日本巨頭的路線圖中藏著自己的大絕招,那就是還沒發表的下一代 R-CAR SoC。它專為深度學習而生,預計 2020 年開始搭載在 Level 4 自動駕駛汽車上。

「新款 SoC 將於 2019 年正式推出樣品,其計算性能可達 5 萬億次每秒(5 TOPS),功耗卻只有 1 瓦。」瑞薩執行副主席 Ryuji Omura 在接受採訪時說,而現在的他已經是瑞薩電子車輛解決方案業務的大統領。

如果 Omura 所言非虛,瑞薩的 R-CAR SoC 將成為晶片行業的新標竿,其深度學習能效可達競爭對手 EyeQ5 SoC(英特爾 / Mobileye)的兩倍以上,後者計算能力雖然能達到 24 TOPS,但功耗也升到了 10 瓦。

與輝達和英特爾這兩大互相攻伐的競敵不同,瑞薩對於自己的自動駕駛計畫一直三緘其口。

一直以來,人們都覺得 R-CAR SoC 可能又是為車載資訊娛樂或主動安全系統設計的。因此當它宣布要拿這款 SoC 在自動駕駛市場殺個回馬槍時,引起了各方震動。

之前,瑞薩在自動駕駛上的沉默寡言讓分析師有理由相信,日本巨頭採用了更為保守的路線圖,它們把主要精力放在了 ADAS 市場,而不是把槍口對準前途未卜的自動駕駛市場。

當時就有不少業內人士猜測,瑞薩不敢與處於食物鏈頂端的輝達與英特爾正面一戰,轉而把德州儀器和恩智浦當成了直接競爭對手(這兩家公司的營收主要來自於低等級的安全系統)。

不過,大家都猜錯了。藉著研發中的新一代 R-Car SoC,Omura 認為瑞薩完全有能力在自動駕駛汽車 SoC 市場與巨頭們平起平坐。

瑞薩一直以來保持低調就是為了等一個好時機,現在它拋出 R-Car SoC,一下就讓功耗較高的輝達與英特爾競品成了被碾壓的對象,確實是棋高一著。

最新產品陣容

瑞薩相信,只用一款通用 GPU 來解決車輛計算任務肯定會在性能和功耗上遇到障礙,而 R-Car 自動駕駛平台就另闢蹊徑,根據任務的不同整合多個核心,以幫助內部總線提升吞吐量。

眼下,瑞薩在市場上共有 R-Car H3 和 R-Car V3M 兩款 SoC。

其中,R-Car H3 是為自動駕駛市場開發的車用計算平台。瑞薩指出,這款 SoC 有認知計算能力,能即時準確的處理車在感測器採集到的大量資訊,非常適合駕駛安全支援系統。

有了這款 SoC,汽車廠商就能直接執行那些需要複雜計算的應用軟體,如障礙探測、駕駛員狀態識別、危險預報和危險​​規避。除此之外,R-Car H3 還能用在車載資訊娛樂系統中。

R-Car V3M 則是一款高性能圖像辨識 SoC,主要用在前置鏡頭上,可為環視系統或光學雷達提供支援。此外,它自己還內建有圖像訊號處理器,能為視覺處理提供低功率硬體加速。

如果進行詳細剖析,你就會發現 R-Car V3M 其實是由兩顆 ARM Cortex-A53 CPU、一顆雙核心 ARM Cortex-R7 和 IMP-X5+(瑞薩的辨識引擎)組成的。當然,也不能缺了提升計算視覺和深度學習演算法的專用硬體。

在被問到 R-Car V3M 是否有應用在光學雷達中的前景時,Omura 提到了 LeddarTech 的名字,這家固態光學雷達公司已經成了瑞薩的合作夥伴。LeddarTech 選擇 R-Car V3M 主要是為了讓其幫忙處理 LeddarCore IC(專為固態 LiDAR 設計)生成的大量數據和高採樣率。

▲ R-Car V3M 還成了光學雷達的關鍵零件。

1 月初的CES上,瑞薩也帶來了全自動駕駛測試車,這輛改裝版林肯就搭載了 6 顆 R-Car V3M 晶片和兩組 R-Car H3(其中一個負責冗餘)。

自動駕駛之路

毫無疑問,輝達是當下自動駕駛行業最有力的推動者,它的晶片被各家科技公司和汽車廠商廣泛採用。但 Omura 表示,瑞薩希望透過及時切入市場,在量產型號上殺輝達個措手不及。

做為自動駕駛汽車的認知來源,AI 相當重要。不過,Omura 強調:「AI 單槍匹馬也不能驅動車輛運轉。缺了雲端服務、感測器和車輛控制等關鍵解決方案,自動駕駛汽車照樣實現不了。」

▲ 瑞薩在全球有 200 多家合作夥伴。

現在的瑞薩胃口可不小,它正在擴充 R-Car 平台以拿爭奪 ADAS 和自動駕駛市場的雙重設計機遇。

對瑞薩而言,自動駕駛和 ADAS 並非兩個需要不同平台的市場。「它們在相同平台上,我們要同時拿下兩個市場的需求。」Omura 說。

不過,想實現這一目標談何容易。除了 2019 年面世的深度學習 R-Car SoC,瑞薩還能拿出什麼產品,證明自己在競爭激烈的自動駕駛市場有實力與輝達和英特爾雙雄相抗衡呢?

1. 為車輛裝上更多的 MCU(微控制器單元)和 SoC

首先,瑞薩認為自己最大的優勢就是車輛架構中無處在的 MCU 和 SoC。

「我們了解汽車。」瑞薩汽車解決方案業務高級工程師 Katsuhiko Itagaki 說。瑞薩的產品線囊括了視覺晶片、認知處理器和用於剎車、轉向和油門的 ECU,幾乎是無所不包。

▲ 瑞薩在汽車市場的地位。

2. 新的車輛結構劃分

隨著電動化和自動駕駛潮流的到來,整個車輛系統正在發生巨變。「我們清楚地知道該怎樣變革車輛結構中的各個區塊。」Itagaki 說。

鑑於新的車輛結構中有 80% 都由電子元器件決定,「因此瑞薩處在有利位置,因為我們知道如何在不同功能間劃線並找到功能間不可突破的那根紅線。」

3. 開放架構和全新生態

瑞薩一直在力推開放架構。Omura 這裡所說的「開放」,指的是在 R-Car 平台上與瑞薩合作的 200 多家合作夥伴。「我們的生態系統相當龐大。我們的客戶,無論是 OEM 商還是一級供應商,都有自由選擇的權利,它們可以自己挑選特定的伙伴。」Omura 強調。「我們可不玩『黑箱』那一套(暗指Mobileye)。」

瑞薩在自動駕駛上的合作夥伴包括 TTTech、恩智浦、Hella Aglaia、滑鐵盧大學和 Neusoft。

Okumura 指出,瑞薩與 TTTech 已經建立了長期合作夥伴關係。TTTech 正利用 R-Car H3 SoCs 和 RH850/P1H-C MCU 平台為客戶提供「高度自動駕駛平台(HADP)」。

在 R-Car 晶片執行的軟體方面,瑞薩也相當開放。

眼下,它正與 Codeplay 軟體公司合作,該公司擅長搭載高性能編譯工具和為多核心處理做軟體優化。兩家公司的合作將那些正為輝達 SoC 編寫 CUDA 的開發者轉投到 R-Car 的懷抱,用起了 Codeplay 的 OpenCL 開放標準軟體框架。

這一框架最初以概念驗證的形式出現在 R-Car H3 上,但現在已經用在了 R-Car V3M 和其他 R-Car SoC 上(同時面向 ADAS 和自動駕駛)。

▲ IMP-X5 上的 OpenCL 與 SYCL 解決方案。

瑞薩的生態系統還結成了一張大網,其中囊括了從地圖公司到網路安全公司的廣闊天地。

舉例來說,底特律的高精地圖公司 Usher 就是瑞薩的合作夥伴,它能透過結合遠程感測技術與公司自己的地理空間和機器學習技術來生成高精地圖。可以想見,Usher 的軟體可精確展示道路細節,幫助自動駕駛汽車做出智慧的控制決策。

加州桑尼維爾的 Fortinet 也是瑞薩的合作夥伴之一,他們是 IT 架構安全技術供應商。Fortinet 將自家的 FortiOS 安全操作系統整合進瑞薩的 R-Car H3 SoC,以保證車輛網域、雲端基礎服務和應用軟體的安全,為自動駕駛汽車保駕護航。

4. ASIL-D ECU

瑞薩還宣稱,自家的 ASIL-D 安全 ECU 至少領先自己最有力的競爭者英飛凌 2 代。「我們最新的安全 ECU 已經打樣,它用上了 16nm FinFET 製程技術。」Omura 解釋。

「對我們來說,安全是瑞薩的關鍵力量所在。」他強調。除了弄清楚達到 ASIL-D 的要求需要付出什麼,他還表示,瑞薩一直在試圖找尋系統穩健性的最佳解決方案。「瑞薩研發團隊的目標是採用系統級的安全方案。」Omura 說。

汽車業務已是瑞薩支柱

一年前 Semicast Research 發布的一份數據顯示,瑞薩 2016 年時是世界第三大車用晶片供應商,僅次於恩智浦和英飛凌,不過,現在的瑞薩已經不再是典型的日本半導體企業了。

經過幾年快刀斬亂麻的重組,現在的瑞薩已經再次「重塑金身」,其營收從 2012 財年的 7,440 億日圓增至 2017 年的 7,720 億日圓,雖然看似增幅不大,但毛利潤卻從 31% 升至 46%。

在這期間瑞薩精兵簡政,直接裁掉 40% 的員工,將員工數控制在 2 萬人左右。與此同時,瑞薩還在 2016 年完成對 Intersil 的收購。

▲ 如今瑞薩 50% 的營收都來自汽車業務。

如今,瑞薩一半的營收都來自汽車行業,MCU 業務幾乎全部面向汽車市場。最為關鍵的是,瑞薩的汽車業務有 70% 都來自日本之外。

眼下,瑞薩的團隊遍布歐洲、美國和日本。其美國團隊吸納了不少 Magna 公司(一級供應商,主攻 ADAS 和自動駕駛系統設計)的核心成員,而歐洲團隊則負責開發自動駕駛汽車架構。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:瑞薩

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