自动驾驶车评之2:深入了解特斯拉:AutoPilot 2

佐思产研
2017/9/22 17:34:29

特斯拉在2014年9月推出第一代的Autopilot,2016年10月12日推出第二代Autopilot。第一代Autopilot包含一个博世的77GHz前向毫米波雷达,内置ECU。一个前向摄像头,内置以Mobileye EyeQ3为核心的ECU,12个超声波传感器。2016年10月12日的第二代Autopilot则有8个摄像头,分别为前向三个摄像头,B柱上两个摄像头,车后视镜下方的repeater两侧各一个摄像头,一个后置摄像头。ECU集中为一个,在手套箱中。



77GHz毫米波雷达当然不会少,只不过位置变了,不在正前方,高度也高了。这也看出特斯拉设计完成度很低,急急推向市场。



我们来看ECU的电路板如下图。当然还有两个SUNON品牌的0.61瓦的风扇。



拆开铝制散热器是这样子:



电路板背面是这样子:



特斯拉Autopilot 2主要包含两个主芯片,一个是英伟达的GP106,也就是游戏领域常见的GTX1060I,可能做了特别的低功耗设计,性能会有所降低。配备三星的8GB的GDDR5内存,这些内存的价格直逼GTX1060I。还有一个是Tegra Parker SoC,这一样需要使用128Gb LPDDR4,三星依然还是大赢家。


上图为英伟达DrivePX2的电路图。包含两个TegraParker,两个GPU(MXM3.1模组,至少是GTX1060I的级别),都是采用了台积电的16纳米工艺,台积电从DrivePX2获利恐怕仅次于英伟达,再次应该是三星。


跟奥迪的zFAS一样,也有英飞凌的TC297T做安全MCU,提升整体系统到ASIL-D级。比较重要的芯片还有Marvell的88E6321,这是一个7端口的车载以太AVB GE开关,2 GE PHYs + 3 RGMII/MII/RGMII + 2Serdes/SGMII。还有博通(AVAGO)的PEX8724,这是个台积电40纳米工艺,19*19mm2,324脚FCBGA封装24-lane, 6-port, PCIe Gen 3开关。严格地说,这款芯片未达到最严格的车规级,温度上限为70度。还有美信的MAX9291 3.12Gbps GMSL串行器,将HDMI输入转换为吉比特多媒体串行链路(GMSL)输出。


特斯拉的Autopilot2算不上L3级,特斯拉在宣传时则直接说L3,而说明书则明确指出诸多限制,其中最关键的限制是速度下限为每小时5英里,速度上限是每小时35英里。


特斯拉的ADAS系统应该主要由Tegra Parker负责。而GP106主要负责360全景。Tegra Parker具备强大扩展能力,它支持虚拟化硬件,可支持8个虚拟机,用于智能汽车中的多个车载系统,例如车载娱乐系统、仪表盘系统、ADAS系统等等,只需要一个Tegra Parker就可以完成。



上图为Tegra Parker的内部框架图,这个SoC最初是针对平板电脑,这款芯片的设计是在2010年,2013年3月就已经展出样片了,2015年中期正式量产。Tegra Parker的TDP为10瓦,GP106则高达120瓦,估计会缩短续航里程。



顺便说下,最新的苹果A11则横扫所有处理器,台积电获益最大,A11是台积电独家代工,利润率比苹果还高。


Tegra Parker所负责的ADAS系统,估计主要是前向三个摄像头的数据处理,可能未与毫米波雷达做传感器融合。因为Tegra Parker所负责的系统有三个,车载娱乐系统、仪表盘系统也会占用不少运算资源。Autopilot的三个前向摄像头的FOV各不相同,分别是150度、50度和25度。沃尔沃则是140度、45度和34度。似乎完美解决了FOV的矛盾,但是没那么简单,首先是鱼眼镜头变形严重,需要矫正失真,一般是采用插值法矫正,失真不可能100%矫正,图像质量也会出现下降。再有边缘区像素会有丢失,任何插值法都无法弥补这个丢失。最后这需要耗费运算资源。



三个摄像头会有重复信息,需要采用滤波器过滤,这必然导致信息质量的下降,增加算法的复杂性,增加成本。沃尔沃采用上二下一的布局,尽量减少重复和互相干扰,而特斯拉是三个摄像头一字排列,排列的非常近。


特斯拉Autopilot 2里的360度全景实际上是用了6个摄像头,这正是英伟达推崇的6摄像头360度全景。



相比一般的4个鱼眼摄像头,其FOV一般是120度或11度,6摄像头的前后左右有效距离就远得多,这样就省去了中程毫米波雷达,当然和中程毫米波雷达有不少差距,但勉强也可以做盲点探测了。


虽然Autopilot 2很奢侈地用了GTX1060I,但是节约了中程毫米波雷达和激光雷达,也省去一到两个GPU(仪表或IVI至少需要一个GPU),因此总体成本还是远低于新奥迪A8。


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