GPU可以為汽車(chē)ADAS帶來(lái)什么？

　　“先進(jìn)駕駛員輔助系統(ADAS)最大的趨勢是，從不斷增加的離散傳感器中，獲取更高品質(zhì)的傳感器數據，從而增強系統功能。系統可以更好地理解環(huán)境，故而改善性能，更好地協(xié)助駕駛員進(jìn)行操作。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，圖行處理單元(GPU)因為其高度并行且以吞吐量為導向的特性，非常適合解決這一挑戰。因此，目前領(lǐng)先的ADAS廠(chǎng)商開(kāi)始利用嵌入式GPU，以使汽車(chē)的性能和功能實(shí)現跨越式提升?！?/p>本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201902/397902.htm

　　以GPU為核心的智能輔助駕駛芯片

　　人工智能的發(fā)展也帶動(dòng)了汽車(chē)智能化發(fā)展，過(guò)去的以CPU為核心的處理器越來(lái)越難以滿(mǎn)足處理視頻、圖片等非結構化數據的需求，同時(shí)處理器也需要整合雷達、視頻等多路數據，這些都對車(chē)載處理器的并行計算效率提出更高要求，而GPU同時(shí)處理大量簡(jiǎn)單計算任務(wù)的特性在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域取代CPU成為了主流方案。

　　GPU占據現階段自動(dòng)駕駛芯片主導地位，相比于消費電子產(chǎn)品的芯片，車(chē)載的智能駕駛芯片對性能和壽命要求都比較高，主要體現在以下幾方面：

　?、俸碾娒客咛峁┑男阅?

　?、谏鷳B(tài)系統的構建，如用戶(hù)群、易用性等;

　?、蹪M(mǎn)足車(chē)規級壽命要求，至少1萬(wàn)小時(shí)穩定使用。

　　GPU是實(shí)現提升的剛需

　　在汽車(chē)的中央電子控制單元(ECU)中，您可以找到一個(gè)或多個(gè)大型硅器件，其中包含一個(gè)多核中央處理單元(CPU)，一個(gè)圖形處理單元(GPU)，一個(gè)為傳感器數據提供實(shí)時(shí)處理的內存子系統，以及一系列其他內核，如I/O、外設連接、專(zhuān)用視頻和DSP。

　　GPU高度并行，以吞吐量為導向的特性使其非常適合ADAS應用，并可應對諸多挑戰。它就像是一個(gè)“渦輪增壓”的乘法累加引擎，而且是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型算法為基礎的。因此，毫無(wú)疑問(wèn)，當今許多領(lǐng)先的ADAS供應商都開(kāi)始利用GPU的能力和性能，來(lái)實(shí)現汽車(chē)所需要的功能和性能的提升。

　　GPU為ADAS提供計算

　　隨著(zhù)邁向完全自主駕駛(Level5)，車(chē)內需要更多的駕駛輔助功能，包括緊急自動(dòng)剎車(chē)、車(chē)道偏離警告、行人檢測、駕駛員提醒、盲點(diǎn)檢測、十字路口輔助等等。

　　先進(jìn)的GPU是并行處理單元，可用于重復算法，如在A(yíng)DAS的許多功能中使用的算法。GPU的并行性和乘法/累加結構是實(shí)現卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(CNN)完美解決方案。

　　CNN算法已經(jīng)存在了30多年了，直到最近它們才為服務(wù)器群處理提供保護。然而，隨著(zhù)SoC處理技術(shù)的進(jìn)步、CNN算法效率的提高和GPU的進(jìn)步，現在可以開(kāi)始在網(wǎng)絡(luò )邊緣而不僅僅是在云端實(shí)現。

　　對于A(yíng)DAS功能來(lái)說(shuō)，任何需要某種程度的圖像處理的功能，比如提取道路標志信息，都非常適合使用CNN來(lái)提高整體性能。與標準的高端CPU相比，嵌入式高端PowerVRGPU提供的性能高20倍，而功耗更低。

　　最終，CNN在硬件方面將會(huì )加速，因為它們的功能已經(jīng)被很好地理解，甚至已經(jīng)是標準化的。然而，在完全優(yōu)化的解決方案出現之前，GPU計算可以支持新型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和其他加速技術(shù)的原型化和部署。

　　未來(lái)GPU和ADAS的兼容關(guān)系

　　未來(lái)ADAS平臺所需的性能水平迫使GPU日益增大，制造成本也會(huì )相應地增加。平臺廠(chǎng)商將共同分擔這個(gè)成本，且與配置在汽車(chē)中的其他系統共享GPU。但前提是，GPU支持硬件加速虛擬化。有了虛擬化，GPU才可以被多個(gè)操作環(huán)境共享，且這些環(huán)境不會(huì )意識到彼此的存在(因此能夠互相影響)。

　　具有最佳的功耗效率和內存帶寬PowerVRGPU微架構的設計，可以提供一個(gè)契合汽車(chē)技術(shù)需求平衡的GPU設計。其系統具有絕佳的性能，顯示屏尺寸越來(lái)越大且分辨率越來(lái)越高，駕駛員和乘客可以有效地互動(dòng)，這個(gè)設計本身便是非常符合下一代ADAS應用程序的發(fā)展趨勢。

　　尤其是，當下一代ADAS和全自動(dòng)駕駛汽車(chē)到來(lái)的時(shí)候，任何有助于GPU固有優(yōu)勢的事物，尤其是在圖像分析或并行信號處理領(lǐng)域，都可以輔助汽車(chē)更好地感知周邊環(huán)境，并在更復雜的環(huán)境中更有效地運行。

　　結尾

　　過(guò)去汽車(chē)電子芯片以與傳感器一一對應的電子控制單元(ECU)為主，主要分布與發(fā)動(dòng)機等核心部件上。隨著(zhù)汽車(chē)智能化的發(fā)展，汽車(chē)傳感器越來(lái)越多，傳統的分布式架構逐漸落后，由中心化架構DCU、MDC逐步替代。

　　隨著(zhù)人工智能發(fā)展，汽車(chē)智能化形成趨勢，目前輔助駕駛功能滲透率越來(lái)越高，這些功能的實(shí)現需借助于攝像頭、雷達等新增的傳感器數據，其中視頻(多幀圖像)的處理需要大量并行計算，傳統CPU算力不足，這方面性能強大的GPU替代了CPU.

　　無(wú)論是新動(dòng)力系統，車(chē)載信息娛樂(lè )系統，還是自動(dòng)駕駛汽車(chē)，汽車(chē)技術(shù)都在以前所未有的速度迅猛發(fā)展。新的顛覆性技術(shù)和行業(yè)參與者正在向傳統的汽車(chē)概念發(fā)起挑戰。明天的駕駛體驗將與今天大不相同。