まとめ：
この記事では、主に需要シナリオ、主要なハードウェア回路、回路信頼性、AUTOSAR アーキテクチャ、CAN 通信の導入、CAN 通信ソフトウェア設計などを含む、ハードウェア設計からソフトウェア設計までの ADCU の開発プロセスについて詳しく説明します。最後に、上記のハードウェアおよびソフトウェア テクノロジに基づいて、製品レベルのインテリジェント ドライビング ドメイン コントローラが開発されます。
// インテリジェント運転ドメインコントローラーの研究状況 //
自動車のインテリジェントネットワーク時代の到来に伴い、自動車の電気・電子アーキテクチャも時代とともに絶えずアップグレードされています。同時に、自動車の電子レベルの継続的な向上に伴い、ドメイン コントローラーの前身である電子制御ユニット (Electronic Control Unit、ECU) が徐々に自動車の車体全体を占めるようになりました。従来の自動車のエンジン制御、アンチロック ブレーキ システム、電動パワー ステアリング システム、エアコン、エンターテイメント オーディオビジュアル システムなどはすべて ECU 制御を必要とします。車体電子制御ユニットの数は増えており、100個を超える車両もある。
ボッシュは、図 1 に示すように、自動車の電子アーキテクチャと電気アーキテクチャを分割しています。自動車に搭載される ECU が増加し続けることで、車両回路が複雑になりすぎると同時に、インテリジェント運転時代の到来により、車載センサーの数も増加しており、多くの技術的問題が発生しています。 (DCU、ドメイン制御ユニット) が誕生したばかりです。そのコンセプトはボッシュ、コンチネンタル、デルファイが率いるTier 1によって最初に提案され、車両全体をボディと利便性、インフォテインメント、シャシーと安全性、パワーシステム（パワートレイン）、先進運転支援システム（ADAS）とその他の5つに分割する。主要なドメイン。その中で、自動運転制御ユニット（ADCU）は、車両インテリジェント運転システム用に特別に開発、設計されており、カメラ、ミリ波レーダー、ライダー、クラウドデータ伝送V2Xなどの複数のセンサーデータを受信できます。 VCUは車両の動的データ（車速、ペダル信号など）を取得します。ADCU は、すべての入力カスタム制御戦略と実行決定をサポートし、出力は運転ステータスのフィードバックと車両でのさまざまなインテリジェント運転機能の実行に使用されます。
図 1 自動車の電気および電子アーキテクチャの進化
Kim H 氏らは、CPU+GPU アーキテクチャを備えた Nvidia ARM プラットフォームを使用して、DNN スケジューリング フレームワークである DART を実装しました。開発を簡素化し、組み込みアプリケーション間の移植性を向上させるために、Soh J らは、ハードウェア Zynq-7000 XC7Z045 プラットフォームを使用して、アンセンテッド カルマン フィルター ソフトウェアとハードウェアの共同設計方法を提案しました。Lai YK 氏らは、NVIDIA Jetson TX2 ハードウェア プラットフォームを使用してターゲット検出機能を実現し、ハードウェア プラットフォームはターゲット検出アルゴリズムの要件を満たすことができ、ターゲット検出構成と所定のフレーム レートおよび検出精度を選択できます。Lin Z らは、交通標識の分類と検出のためのフィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA) の導入を研究し、FPGA が GPU よりも高い電力効率を達成できることを検証しました。
図 2 に示すように、大学がインテリジェント運転ドメイン コントローラーに関する詳細な研究を行っているだけでなく、企業もインテリジェント運転ドメイン コントローラーの開発に一層の注目を集めています。
図 2 いくつかのインテリジェント ドライビング ドメイン コントローラーの業界概要
Nvidia は常にチップ分野で主導的地位にあります。2015 年に車両コンピューティング プラットフォームに参入して以来、インテリジェントな運転のための基本的なコンピューティング パワーを提供してきました。Drive PX、Drive PX2、Drive AGX Xavier/Pegasus、および Drive AGX Xavier/Pegasus の 4 つの製品を発売しました。 AGX/Orin をドライブします。同時に、新世代の SoC チップ Orin が 2019 年に発売される予定です。Xavier と比較して、新しい Ampere アーキテクチャが採用されており、そのコンピューティング能力はインテリジェント ドライビング ドメイン コントローラーのトップ 200 に入ります。NXP は、NXP S32V 車載ビジョン処理とセンサーのモジュール管理用の LS2088A 組み込みコンピュータ プロセッサを搭載した Blue-BOX を 2016 年に発売しました。Intelは2017年に視覚認識用と情報融合用の2つのMobileeye EQ5カメラチップを搭載したInter GOをリリースしており、高速化ハードウェアとしてFPGAを採用し、同時に5G通信にも対応している。
図3(a)に示すように、ボッシュが開発した「DASy」は、ソフトウェア、ハードウェアを問わず、顧客のニーズに応じてカスタマイズできる集中型の自動車アーキテクチャコンポーネントとなります。コンチネンタルの ADC は、ハードウェア アーキテクチャとしてルネサスを使用しています。高度な構成の場合、NVIDIA ハードウェア アーキテクチャを使用して、ADC は L2 から L5 のインテリジェントな駆動をサポートできます。ZFは2019年の上海モーターショーで、L4レベルのインテリジェント運転に適用可能なPro AIRobotThinkを発表し、対応するシナリオを構成できる。図3(b)に示すように、ファーウェイが発表したMDCプラットフォームは、基盤となるソフトウェアとハードウェアの統合を通じて最適化することができ、現在、時刻同期、最小ノイズフロア、低消費電力の点で業界をリードするレベルにあります。 、高速起動。オープン プラットフォームとして、MDC は標準のオープン API および SDK 開発キットを提供できます。Horizon が発売した Matrix 2 は 23 ラインのセグメンテーションをサポートしており、複雑な環境では、その単眼視覚ソリューションは極端な環境でも比較的安定した知覚結果を出力できます。Honjing Zhijia の ADCU は、マシン全体の最大消費電力が 100W を超えないようにソフトウェアとハードウェア システムを最適化しており、その高効率と低消費電力は非常に幅広い適応性を持ち、さまざまなモデルに適用できます。
図 3(a) いくつかの国際的なインテリジェント ドライビング ドメイン コントローラー
図3(b) 国内の一部のインテリジェント運転ドメインコントローラ
// インテリジェントな駆動ドメイン コントローラー設計 //
優れたパフォーマンスを備えた自動ドメイン制御ユニット (ADCU) は、長期間、高頻度、高強度の環境に適応する必要があるだけでなく、より複雑なロジックに適応するためにコスト効率の高いマイクロコントローラー チップを選択する必要もあります。アルゴリズム。したがって、ADCU がさまざまな作業条件や環境に適応できるように、この記事では製品レベルのドメイン コントローラーの設計概念から開始し、ADCU の設計と開発プロセス、アプリケーション シナリオの要件、ADCU マイクロ コントロール ユニットの導入、ハードウェア回路設計、 PCB の信頼性解析と主要なソフトウェア通信モジュール、開発および設計のその他の側面。
ADCU開発プロセス
コントローラー開発プロセスは、主にコントローラー開発プロセス全体を科学的に分解するためのものです。これには、製品需要分析、機能スキーム設計、信頼性分析が含まれ、さらに製品ハードウェア回路設計、製品システムのデバッグ、最終製品の封印とアーカイブなどの複数のリンクも含まれています。一連の異なるリンクでは、継続的な改善と前のリンクの検証が必要です。この論文は主にインテリジェント運転ドメインコントローラを設計しており、その主な機能は車両の動的情報と環境知覚センサー情報を読み取るだけでなく、既知の情報のデータ計算を実行することもできます。