12 月 16 日，汽車之心「2022 智能汽車技術與商業(yè)創(chuàng)新論壇」順利舉辦，以「新技術 新商業(yè)」為主題，聚焦汽車智能化，通過匯聚智能汽車行業(yè)及自動駕駛產業(yè)鏈學術領袖、行業(yè)大咖、創(chuàng)業(yè)者、投資大佬參會和分享，圍繞智能汽車時代，汽車科技的技術與商業(yè)創(chuàng)新機會，通過層層剖析和趨勢判斷，探尋中國智能汽車創(chuàng)新大時代的未來。
大會上，安霸半導體技術 （上海） 有限公司深圳分公司總經(jīng)理劉清濤發(fā)表了以「安霸 ADAS/自動駕駛全系解決方案，擁抱智駕新時代」為主題的演講，對安霸在汽車智能駕駛領域的解決方案和技術優(yōu)勢進行了分享。
以下為演講實錄，經(jīng)汽車之心整理：
大家好，我是劉清濤。
非常高興來到汽車之心主辦的智能汽車技術與商業(yè)創(chuàng)新論壇和大家見面。今天我給大家分享的題目是《安霸 ADAS/自動駕駛全系解決方案，擁抱智駕新時代》。
01 安霸在汽車智能駕駛領域的布局和技術優(yōu)勢
安霸成立于 2004 年，是一家 AI 視覺芯片公司，專注于高清視頻圖像處理、 AI 計算機視覺和汽車自動駕駛等領域。
2007 年安霸中國團隊成立，先后在上海和深圳設立了研發(fā)中心。
2012 年，安霸在納斯達克上市。
2015 年，安霸收購了業(yè)界非常知名的自動駕駛公司 VisLab。
2021 年收購了 4D 毫米波雷達算法公司傲酷。同年，安霸累計量產超過 3 億多顆高清攝像芯片。
2022 年安霸發(fā)布了大算力自動駕駛域控 SoC 系列 CV3-AD。
安霸分支機構遍布世界各地， 美洲、歐洲、亞洲都有布局。安霸的研發(fā)團隊主要位于三個地方：美國加州硅谷，中國大陸的上海和深圳，臺灣新竹。
上海和深圳團隊一共有 200 余人，專注于中國本土汽車市場，超過 85% 以上的是研發(fā)技術人員。
安霸在智能汽車電子領域潛心耕耘多年，下面我給大家介紹一下安霸 CV 系列車規(guī)芯片。
首先科普一下，這里提到的 CV 系列芯片，里面均內嵌了計算機視覺處理引擎，也就是常說的 CVflow AI 硬件加速單元。
CV 系列芯片可以廣泛用于需要 AI 智能算法的智能駕駛產品上。
依據(jù)制程工藝不同，安霸 CV 系列芯片主要分成兩部分：
一個是 10 納米制程的車規(guī)芯片系列：CV2FS， CV22FS， CV2AQ， CV22AQ， CV25AQ， CV28AQ （以下簡稱「CV2x」） 全系基于 10 納米車規(guī)制程，所有的芯片都已經(jīng)在乘用車項目上得到量產，同時 SDK 軟件相互兼容，支持多種算法開發(fā)和優(yōu)化。
CV2x 系列芯片提供了磐石信息安全綜合解決方案，支持硬件信息安全，已經(jīng)在多個項目上量產。另外在 CV2x 系列芯片中，CV2FS/CV22FS 達到了芯片級別的 ASIL-C 等級，功能安全島 ASIL-D 等級。
另一個是 5納米先進制程的車規(guī)芯片系列：
今年安霸剛剛發(fā)布了 CV3-AD 大算力域控 SoC，后續(xù)還會發(fā)布 CV7x 系列的芯片。這兩個系列芯片都支持硬件的 HSM，能夠顯著改善信息安全。同時 CV3-AD 系列芯片支持 ASIL-D 的功能安全島，整個芯片可以達到 ASIL-B 功能安全等級。
這里展示了 EXIDA 官方認證的芯片等級 ASIL-C 證書。除了芯片符合功能安全的要求之外，SDK 軟件也同樣符合 MISRA-C 和 ISO26262 的要求。如果客戶的項目有功能安全的需要，我們可以提供完整的功能安全手冊和相關的技術文檔。
下面著重介紹安霸芯片的技術優(yōu)勢。在這之前，不妨先回顧一下在智能駕駛開發(fā)過程中，我們經(jīng)常遇到的那些痛點：
第一大痛點就是芯片性能虛高。芯片的 AI 性能紙上的數(shù)字非常好，但是在實際應用的過程中就會碰到各種各樣的性能瓶頸，實際的 AI 性能相較規(guī)格書上的指標也會急劇下降。用一句話形容，就是說起來天下無敵，做起來有心無力。
第二大痛點就是芯片的功耗居高不下。芯片的功耗高，不但增加了開發(fā)的難度，而且增長了研發(fā)的周期，并且稍不留神芯片和整個項目都會變成燙手山芋。
第三大痛點就是圖像質量差強人意。作為智能駕駛眼睛的攝像頭，卻無法把道路上的紛紛擾擾看得清清楚楚。
第四個痛點就是 AI 的算法工具鏈不易用，經(jīng)常導致事倍功半。
第五點就是得不到芯片原廠的有效技術支持。
安霸的五大技術優(yōu)勢恰好可以把這五大痛點全部解決掉。下面讓我們逐一了解安霸的這五大技術優(yōu)勢。
優(yōu)勢一：安霸芯片有非常強的 AI 性能和整體性能。
面對市場上各式各樣眼花繚亂的市場宣傳，安霸踏踏實實苦練內功，堅信芯片性能評估須當「不看廣告看療效」，在實際應用場景中實打實的 AI 性能最為重要。
安霸始終遵循著算法優(yōu)先的策略進行芯片開發(fā)，要測試和評估成百上千的開源網(wǎng)絡和安霸自研的自動駕駛算法。
不但評估現(xiàn)有的主流神經(jīng)網(wǎng)路，還要超前考慮未來算法的發(fā)展方向。
整體芯片設計圍繞在實際應用場景中算法能夠發(fā)揮最大效能的核心訴求而打造的。
所以安霸的芯片架構兼顧了實時性和可靠性，傳統(tǒng)算法與深度學習算法相互協(xié)調，各個硬件模塊各司其職，高效協(xié)作，運行起來混若一個整體，避免互相搶占資源，出現(xiàn)性能瓶頸的弊端，芯片整體性能非常優(yōu)異。
基于以上的設計理念，在實際應用場景中，CV 系列芯片自然具備超強性能。
比如算力 12 eTops 的 CV2AQ 和友商標稱 30T 算力的 GPU 做算力對比試驗，運行同樣的算法，AI 性能表現(xiàn)相當，但是 CV2AQ 功耗只有對方的 1/5。
同時，由于 CV 系列芯片是基于算法優(yōu)先的策略來設計的，它對所有的 AI 算法兼容性非常好，性能也非常均衡。
安霸的 CVflow 之所以有如此優(yōu)異的性能，源于它特別設計的芯片架構，它使用了多種優(yōu)化過的 data path 進行異構計算。
每一個 data path 都對應著底層某個特殊的硬件算子。我們底層算子有很多，比如有的用于通用矢量計算，有的用于 tensor 計算，有的和 CV 相關的特殊計算。
上層的算法可以非常靈活的調用甚至組合這些算子，從而實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡硬件加速。
CVflow 獨具匠心的硬件架構設計使得它的 DRAM 帶寬效率得到了飛速的提升。高性能、低延遲、低功耗是安霸 CV 系列芯片的鮮明特色。
優(yōu)勢二：CV 系列芯片擁有超低功耗。
這是因為安霸不但有先進 10 納米甚至 5 納米半導體制程工藝，而且還有著一流的硬件架構設計，所以可以擁有業(yè)界領先的 AI 性能功耗比。
以 CV2x 系列芯片舉例，CV28AQ 的功耗可以做到小于 1. 5 瓦，即使是 AI 算力最強的 CV2 AQ 芯片，它的功耗也不到 4 瓦。
相比于友商的硬件方案需要用風冷甚至水冷做散熱設計，CV2 僅僅使用簡單的散熱片就可以完成散熱設計。
芯片低功耗所帶來的各種優(yōu)勢是顯而易見的。它可以節(jié)約開發(fā)周期，降低開發(fā)難度，可以真正地讓開發(fā)人員省時、省力、省心。
同時，低功耗還可以消除熱量累積帶來的種種隱患，系統(tǒng)即使在高溫天氣長時間工作，也可以安全運轉。同時低功耗可以有效地降低電源成本，簡化散熱設計，節(jié)約整個 BOM 成本。
另外它的另一大優(yōu)勢是便于功能擴展升級。比如根據(jù)落地場景的不同，可以基于同樣的硬件，用高規(guī)格的芯片替代同系列中低規(guī)格的芯片。
優(yōu)勢三：圖像質量百聞不如一見
安霸優(yōu)異的影像品質歷來有口皆碑，得到業(yè)界一致公認和推崇。安霸的 ISP 全部是自己研發(fā)的，擁有獨有的算法和核心的專利技術。
通過持續(xù)不斷地迭代創(chuàng)新，確保每一代都有新的提升。得益于多年的技術積累，安霸 ISP 擁有了諸多技術優(yōu)勢。
比如超低延遲敏銳捕捉實時路況，專業(yè)降噪和寬動態(tài)處理算法確保圖像色彩清晰準確，細節(jié)更加豐富。
支持大多數(shù)主流的 CMOS 圖像傳感器，包括 RGB、RCCB、RGB-IR 等多種格式。
支持多路 sensor 的輸入同步，能夠對多路輸入同時調參?？梢匀诤喜煌ǘ蔚墓庾V，支持高品質硬件鏡頭畸變矯正。
很多客戶看到實車演示的圖像質量后，當即決定和安霸合作，正應了那句老話「百聞不如一見」。
優(yōu)勢四：完整成熟工具鏈
用「三分憑努力，七分靠工具」來形容完整成熟工具鏈的重要性并不為過。
一個完整成熟的工具鏈的確可以讓算法移植人員事半功倍。
安霸 SDK 自帶的移植工具成熟完善。仿真，調試，分析諸多工具一應俱全，面面俱到。整個算法移植過程可以做到全自動化完成，輕松實現(xiàn)從用戶算法模型導入，到稀疏化調優(yōu)、量化、編譯轉換，最后到上板執(zhí)行的整個過程。
同時，它支持 Caffe、Tensorflow、Pytorch、飛槳等業(yè)界流行的訓練框架，完美兼容各種開源網(wǎng)絡和客戶自有的神經(jīng)網(wǎng)絡。
優(yōu)勢五：安霸技術專家團隊「靠譜」
安霸在上海、深圳兩地建立了實力雄厚頗具規(guī)模的技術工程團隊。
技術專家大多來自于國內外的一流學府，有著豐富的影像和計算機視覺的開發(fā)經(jīng)驗，對于 SDK 的各個環(huán)節(jié)都有深入鉆研和獨到見解。
客戶在開發(fā)過程中即使遇到非常底層的問題，無論是從硬件設計還是軟件開發(fā)、 IQ 優(yōu)化、算法移植等方方面面安霸都有專職團隊在本地就可以快速解決。
安霸技術專家團隊想客戶所想，急客戶所急，在客戶中享有非常好的口碑。
我們專注于國內汽車市場，不但可以迅速解決客戶的疑難雜癥，而且善于和客戶協(xié)同合作，想方設法地挖掘芯片的潛力，讓算法和應用軟件發(fā)揮更大的效能，打造差異化的創(chuàng)新產品。
02 深耕細作 CV2x 系列解決方案進入收獲期
安霸的汽車芯片可以分成三大類：
一類是以 A12，H22，H32 為代表的純視覺處理芯片，典型應用是單路或者多路的行車記錄儀、低延時的電子后視鏡。
另外一類是大算力 AI 域控芯片系列 CV3-AD。在隨后的章節(jié)將重點介紹。
最后一類是我們在這里重點關注的，基于 CV2x 系列的 AI 計算機視覺的智能駕駛產品。代表應用是 200 萬/800 萬像素的前向 ADAS、帶盲區(qū)檢測的電子后視鏡、駕駛員監(jiān)控和艙內視覺感知，行泊一體或者環(huán)視泊車等。目前以上提到的這些應用安霸都有成熟的參考設計和解決方案。
經(jīng)過多年的深耕細作，安霸基于 CV2x 系列芯片的智駕方案得到市場的廣泛認可，結出了累累碩果。
目前，安霸和國內主流的主機廠、 Tier1 和算法提供商建立的密切且廣泛的合作，一系列前裝量產項目紛紛落地，其中包括一汽紅旗的 ADAS，合創(chuàng)汽車的 ADAS，還有長城、吉利、上汽、廣汽、東風、奇瑞、鈴木、哪吒等車廠的智駕項目。
除了這些，明年還將有一大批搭載安霸智能駕駛解決方案的車型進入量產。
03 厚積薄發(fā) CV3-AD AI 域控芯片一鳴驚人
大陸集團剛剛宣布集成 CV3-AD 系列 SoC 到它的 ADAS 和自動駕駛系統(tǒng)。
博世汽車隨后也官宣在它的 ADAS 和自動駕駛系統(tǒng)里，采用安霸的 CV3-AD 系列 SoC。
CV3-AD 大算力 AI 域控芯片一經(jīng)發(fā)布就做到了一鳴驚人。
CV3-AD 芯片如此受到汽車客戶青睞緣于其出眾的技術優(yōu)勢：
CV3-AD SoC 系列芯片可以用于中央、區(qū)域、邊緣域控應用，全面覆蓋從高端 ADAS 到 L2+ 、L4 汽車自動駕駛的各個領域。
它的硬件和軟件架構互相兼容，這給開發(fā)人員帶來非常大的便利。
客戶一旦選用系列中的某顆芯片著手開發(fā)，后續(xù)項目無論是沿用前面的芯片型號，還是因為落地場景的不同，需要選用 CV3-AD 系列里的其它芯片，之前做的開發(fā)工作，如算法、底層的驅動、中間件和上層應用軟件等，都可以高效地復用，無縫地移植到新的項目上。
所以國內外的 Tier1 在考慮芯片選型時，把是否能夠全域覆蓋自動駕駛的各種智能應用當成非常重要的衡量因素。
CV3-AD 系列芯片大算力、低功耗，可以支持多攝像頭、多激光雷達、多毫米波雷達、超聲波雷達的感知，并且能夠對這些感知信息進行深度融合，通過提取檢測物體，進行物體分類，視覺圖像語義分割等，最后達到規(guī)劃控制的目的。
同時，CV3-AD 完美支持幾乎所有的 AI 算法，包括最新流行的用于 BEV 的 Transformer 算法。它符合車規(guī) AEC-Q100， 可以達到芯片級的 ASIL-B，功能安全島 ASIL-D 等級。
CV3-AD 的巨大優(yōu)勢尤其體現(xiàn)在它的算力非常強大，功耗卻很低。
那么它的算力究竟有多強？
一顆 CV3-AD 芯片其實內嵌了多顆神經(jīng)矢量處理引擎 NVP。
一顆 NVP 的實際算力相當或優(yōu)于現(xiàn)在市場在售的最大算力域控芯片。
而 CV3-AD 系列中的旗艦級芯片內部集成了 6 顆 NVP，實際算力驚人地達到目前在用最大算力域控芯片的 6-15 倍。
與此同時 CV3-AD 旗艦芯片典型功耗只有 50 瓦。系列里的低功耗版本只有 4 瓦。
如此優(yōu)異的性能，難怪 CV3-AD 一經(jīng)推出便受到了業(yè)界的廣泛關注。現(xiàn)在 CV3-AD 開發(fā)套件 DK-MINI 已經(jīng)到位可以讓大家做評測，大家可以在上面實際跑一下各種各樣開源的算法，或者把自家的自動駕駛算法移植上去，親身體驗 CV3-AD 的極高算力和超低功耗。
CV3-AD 另外一個優(yōu)勢就是兼容各種各樣的神經(jīng)網(wǎng)絡算法，比如它可以高效支持未來自動駕駛發(fā)展方向的 BEV 類算法，或者它可以和傲酷雷達的算法相匹配，實現(xiàn) 4D 毫米波雷達的原始數(shù)據(jù)集中處理和前融合。
BEV 類算法目前炙手可熱，安霸 CV3-AD 可以高效支持多傳感器、多激光雷達的 BEV 類算法。BEV 是一種環(huán)視感知算法，可以有效地融合各類傳感器的特征信息，讓后端感知更加高效，準確性更高。
它相當于給自動駕駛開創(chuàng)了一種上帝視角，讓汽車可以毫無遮擋地觀察到路面上的實時信息。
在不久前的特斯拉 AI DAY 上，特斯拉展示了基于 Transformer 的 BEV 算法架構，實現(xiàn)了純視覺輸入的自動駕駛功能，效果非常驚艷。
安霸的 CV3-AD NVP 可以高效地支持用于 BEV 的 Transformer 網(wǎng)絡，通過對 Transformer 網(wǎng)絡進行硬件加速，能夠快速準確得到預想結果。
另外安霸搭配傲酷自適應 AI 雷達算法，實現(xiàn) 4D 毫米多雷達的原始數(shù)據(jù)集中處理和前融合。
基于 CV3-AD 的集中式 4D 毫米波雷達的架構，可以實現(xiàn)雷達性能指數(shù)級的提升。
它既可以對原始數(shù)據(jù)進行集中處理，又可以實現(xiàn)與其它傳感器輸入深度底層融合。
它可以實現(xiàn)高達 0. 5 度的方位角和仰俯角的分辨率，每幀最高可以處理 10 萬個點的密集點云，達到 500 多米的檢測范圍。
毫米波雷達的數(shù)據(jù)傳輸帶寬可以減少 6 倍。每個 MMIC 雷達頭天線陣列減少為 6 發(fā)射 8 接收，天線 MIMO 通道減少了一個數(shù)量級，功耗大幅降低。這要得益于安霸傲酷專有的虛擬孔徑技術。
還可以做到在同一類別或多個不同類型的傳感器之間實時動態(tài)的分配 CV3 -AD 處理資源。比如在惡劣的天氣狀況下，如下雨或者大霧，遠程的攝像頭所獲得的有效數(shù)據(jù)就大幅減少了。
這時候 CV3-AD 可以動態(tài)地分配資源，把部分資源轉移給毫米波雷達，讓毫米波雷達提升性能獲取更多有效信息。這種根據(jù)場景自適應優(yōu)化的架構，只有在集中式毫米波雷達上才能夠實現(xiàn)。
同時前端雷達頭不需要單獨的 MCU，可以大幅降低成本。因為 前端的 DSP 都可以去掉了，所有工作都可以由 CV3-AD 上的處理器處理。CV3-AD 內置的雷達處理器比傳統(tǒng) edge 端的 DSP 要快 100 倍以上。
右圖展示的 CV3 -AD 中央集中式中央域控雷達，它的效率要相較傳統(tǒng)的雷達具有指數(shù)級的提升。安霸是目前唯一一家擁有毫米波雷達算法、視覺處理算法和 AI 加速引擎的公司，具有先進的全棧能力。
下面重點介紹一下 CV3-AD 的系統(tǒng)架構。
CV3-AD 的新一代 CVflow 包含兩個重要的硬件引擎：
一個是 NVP，專門用于處理神經(jīng)網(wǎng)絡矢量的運算單元；
一個是 GVP，是通用矢量處理引擎。
NVP 善于處理卷積神經(jīng)網(wǎng)絡。GVP 擅長處理繁重的浮點運算，它既可以處理 4D 毫米波雷達的算法，又可以運算需要大量浮點計算的傳統(tǒng)算法。
CV3-AD 里邊還集成了高達 12 核的 ARM Cortex A78AE 的 CPU，Cortex A78AE 是專為自動駕駛應用設計的，是目前整個 Cortex 系列性能及安全性最高的芯片。
CV3-AD 的 ISP 能夠接入多達二十四路外接攝像頭，可以處理高達 7 個 800 萬 三十幀的實時圖像。
同時可以支持 H.264、 H.265 高效視頻編碼。
CV3-AD 內嵌有雙目立體視覺和稠密光流的硬件引擎，同時包含了 Cortex-R52 的 ASIL-D 等級的車規(guī)安全島，硬件安全模塊 HSM 和豐富齊全的外設接口。
這里給大家舉例說明 CV3-AD 如何用于 L2+到 L4 自動駕駛平臺。
CV3 可以接入 5 個 800 萬像素長距 camera，前向的 camera 可以選用雙目視覺攝像頭。
同時接入 5 個 200 萬像素的短距 camera，還能接入若干個艙內 RGB-IR 或者是全局曝光的 camera。
除此之外它可以接入多個雷達，毫米波雷達和超聲波雷達。
CV3 可以同時處理所有這些個傳感器的輸入數(shù)據(jù)，對這些傳感器進行感知深度融合，最后達成自動駕駛的預測、規(guī)劃、決策、控制。
最后總結一下 CV3-AD 的核心優(yōu)勢，我把它歸納為五高三低。
五高是 AI 算力高，可以達到目前市場在用域控最大算力芯片的 6- 15 倍；圖像品質高；雷達性能高，中央域控 4D 毫米波雷達架構可以比傳統(tǒng)雷達提升性能 100 倍以上；安全性高，符合 ASIL-B 芯片等級，并且?guī)в?ASIL-D 等級的功能安全島，并且支持硬件的 HSM；帶寬利用率高，各個硬件模塊協(xié)同工作，不會發(fā)生帶寬瓶頸。
三低是功耗低，延遲低，整體的 BOM 成本低。
安霸對自己的產品和技術抱有充足信心，同時我們也滿懷期待，希望為我國汽車產業(yè)從傳統(tǒng)技術向自動駕駛的歷史跨越中貢獻自己的力量。
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