学习笔记5--自动驾驶汽车计算平台

本系列博客包括6个专栏,分别为:《自动驾驶技术概览》、《自动驾驶汽车平台技术基础》、《自动驾驶汽车定位技术》、《自动驾驶汽车环境感知》、《自动驾驶汽车决策与控制》、《自动驾驶系统设计及应用》。
此专栏是关于《自动驾驶汽车平台技术基础》书籍的笔记.



3.自动驾驶汽车计算平台

  1. 计算平台概述

    • 计算平台是计算机系统硬件与软件的设计和开发的基础;
    • 硬件的基础是中央处理器(CPU),软件的基础是操作系统;
    • 当传感器接收信息后,数据继而被导入计算平台,由功能各异的芯片进行处理,因此,计算平台的选择会直接影响到自动驾驶的实时性和鲁棒性;工程师需要衡量的指标包括计算平台的性能、功耗和功能安全;
  2. 计算平台方案

    1. 基于GPU的计算平台

      GPU的多核心、高内存带宽等设计优点,意味着它在并行计算、浮点运算时的性能是CPU的数十倍甚至上百倍;

    2. 基于FPGA的计算平台

      FPGA:现场可编程逻辑门阵列,是一种高性能、低功耗的可编程芯片,用户可以通过烧录FPGA配置文件来自定义芯片内部的电路连接,以实现特定功能;且这种烧录是可擦写的,用户完全可以根据产品需求进行任意化功能配置;

      业内FPGA供应商主要有Xilinx、Altera、Lattice、Actel;对比GPU和CPU,FPGA主要优势在于硬件配置灵活、能耗低、性能高及可编程等,适合进行感知计算;

    3. 基于DSP的计算平台

      DSP芯片(Digital Signal Processor),亦称数字信号处理器,是一种特别适合进行数字信号处理运算的微处理器,主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法;在设计方案中,DSP的数据和地址总线分开,允许取出和执行指令完全重叠,执行上一条指令的同时可取出下一条指令进行译码,大幅提升了微处理器的运行速度,此外,DSP的架构设计特点使其在数学运算和数据处理方面有不错的表现;

    4. 基于ASIC的计算平台

      ASIC:专用集成电路,是为某种特定需求而专门定制的芯片,一旦设计制造完成,内部的电路和算法就固定了,无法再改变;优势在于体积小、功耗低、计算性能和计算效率高,且芯片出货量越大成本越低;

      FPGA和ASIC区别:FPGA上市快,一次性投入小,用户不需要介入芯片的布局布线和工艺问题,可以随时改变其逻辑功能,但性能差一些,量产后成本降不下来;ASIC芯片需要开模生产,流片成本很高,设计固化后不可更改,研发费时,上市速度慢,前期投入很高,但性能优越,一旦量产单片成本很低;

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