當(dāng)賽靈思首次出現(xiàn)在以汽車為主題的Auto Tech 2021展會(huì)時(shí)，它顯示出兩個(gè)強(qiáng)烈的信號(hào)：1、自動(dòng)駕駛的市場(chǎng)熱度開(kāi)始進(jìn)入一個(gè)新的拐點(diǎn)；2、為數(shù)不多的擁有先進(jìn)典型處理架構(gòu)的芯片巨頭正在加快在汽車領(lǐng)域跑馬圈地的節(jié)奏。

　　在去年10月，AMD以350億美元全股票交易的方式收購(gòu)了賽靈思，從而加快了該公司在核心的通信和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)之外布局新興市場(chǎng)的進(jìn)程。賽靈思總裁兼CEO Victor Peng在今年接受<與非網(wǎng)>專訪時(shí)曾提到兩個(gè)重要概念：異構(gòu)計(jì)算和規(guī)?；袌?chǎng)?？紤]到新興市場(chǎng)中的主導(dǎo)力量——AI應(yīng)用的特性，這倆個(gè)概念高度涵蓋了FPGA成為重要角色的所有要素。

　　布局自動(dòng)駕駛

　　無(wú)疑，在智能手機(jī)之后，能夠取而代之的規(guī)?；袌?chǎng)就是汽車，在AI進(jìn)程中，自動(dòng)駕駛成為最具商業(yè)價(jià)值的領(lǐng)域。對(duì)于FPGA而言，不斷變化的車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、快速演進(jìn)的智能算法、嚴(yán)苛的安全等級(jí)，以及快速實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新迭代的需求，都將成為賽靈思發(fā)揮其技術(shù)價(jià)值的領(lǐng)地——事實(shí)上，我們已經(jīng)看到在中央計(jì)算、ADAS和域控制三個(gè)方向上，F(xiàn)PGA正在被大量導(dǎo)入。

　　賽靈思一直在強(qiáng)調(diào)“自適應(yīng)計(jì)算”這一概念，并定義其為當(dāng)今創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力。賽靈思大中華區(qū)核心市場(chǎng)銷售副總裁唐曉蕾認(rèn)為，一方面AI系統(tǒng)從開(kāi)發(fā)、優(yōu)化到部署的時(shí)間正在加快，創(chuàng)新所依賴的算法和模型、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、安全和保密，以及傳感器和接口數(shù)量都在不斷演變和增加，而另一方面10nm制程后芯片的研發(fā)到量產(chǎn)的周期隨著復(fù)雜度的增加在延長(zhǎng)。創(chuàng)新賽道不斷內(nèi)卷，摩爾定律正在失效，加上大數(shù)據(jù)的噴發(fā)，圍繞大數(shù)據(jù)處理，唐曉蕾認(rèn)為CPU是跑車，GPU是重卡，而很多應(yīng)用需要的是皮卡，這使得自適應(yīng)計(jì)算成為一個(gè)重要的選擇。例如可以基于DPU在賽靈思Versal ACAP這一中央計(jì)算加速平臺(tái)上部署多任務(wù)和復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，或者基于DPU在賽靈思車規(guī)級(jí)XA Zynq UltraScale+ MPSoC上針對(duì)激光雷達(dá)點(diǎn)云處理、多任務(wù)、復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部署應(yīng)用。

　　過(guò)去幾年，賽靈思的汽車業(yè)務(wù)一直穩(wěn)步增長(zhǎng)，包括ADAS，車艙體驗(yàn)和自動(dòng)駕駛AD，其28nm和16nm的產(chǎn)品收入的年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)15年保持兩位數(shù)。迄今為止，賽靈思汽車芯片的出貨量已達(dá)2.05億顆，其中8000萬(wàn)用于ADAS，這得益于包括各類攝像頭、成像雷達(dá)、激光雷達(dá)、傳感在內(nèi)的融合計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)處理器的靈活應(yīng)變能力和可擴(kuò)展性的需求。基于可支持實(shí)現(xiàn)極高的總傳輸速率的高速收發(fā)器，以及自動(dòng)緊急制動(dòng)所需的超低時(shí)延特性，與Zynq相關(guān)的應(yīng)用不斷導(dǎo)入，從Continental的毫米波雷達(dá)ars540到斯巴魯Levorg 開(kāi)始量產(chǎn)的新一代EyeSight。

　　賽靈思已經(jīng)和眾多激光雷達(dá)公司建立起合作，為他們的處理系統(tǒng)提供FPGA，包括RoboSense（速騰聚創(chuàng)）的車規(guī)級(jí)MEMS固態(tài)激光雷達(dá)，禾賽科技的固態(tài)和機(jī)械式激光雷達(dá)，圖達(dá)通（蔚來(lái)供應(yīng)商）的圖像級(jí)遠(yuǎn)距離激光雷達(dá)，以及鐳神智能的混合固態(tài)激光雷達(dá)等。一個(gè)新的熱點(diǎn)是是4D雷達(dá)（距離、速度、方位角和仰角），由于可以比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)提供更高質(zhì)量的點(diǎn)云，因此可極大擴(kuò)展毫米波的應(yīng)用范圍，而高質(zhì)量點(diǎn)云的計(jì)算量也隨之增加。賽靈思最近正在和幾家歐洲Tier1合作，將推出相關(guān)產(chǎn)品。

　　在智能座艙方面，基于FPGA的可擴(kuò)展性對(duì)OEM不同平臺(tái)的支持能力，以及對(duì)包括攝像頭、雷達(dá)和紅外傳感器進(jìn)行診斷及數(shù)據(jù)融合處理的能力，賽靈思同駕駛員監(jiān)控系統(tǒng) （DMS）和艙內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng) （ICMS） 供應(yīng)商建立了合作，如DMS供應(yīng)商自行科技（Autocruise）和佑駕創(chuàng)新，ICMS供應(yīng)商Seeing Machines和Eyeris。

　　傳輸?shù)脑贏DAS系統(tǒng)中扮演重要角色的傳感，相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算需要靈活和高性能的中央處理器模組CPM，F(xiàn)PGA可以分擔(dān)中央計(jì)算單元的計(jì)算量，支持從不同傳感器收集數(shù)據(jù)，支持高速數(shù)據(jù)可編程I/O，能夠進(jìn)行傳感器融合輸出的零差異同步，并且提供高利用率的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理和加速計(jì)算能力。目前，小馬智行（Pony.ai）、元戎啟行（Deeproute.ai）和宏景智駕都在自己的系統(tǒng)中采用了賽靈思的FPGA。而這種通過(guò)分布式的邊緣計(jì)算完成之后再把結(jié)果傳給中央計(jì)算單元進(jìn)行處理的架構(gòu)已經(jīng)成為主機(jī)廠的選擇，包括圖森未來(lái)、理想、蔚來(lái)都在導(dǎo)入。

　　新能源和智能網(wǎng)聯(lián)是智能汽車的發(fā)展方向。在新能源方面，據(jù)唐曉蕾介紹，這是賽靈思非?？春玫男骂I(lǐng)域。由于SiC功率器件正在成為新一代動(dòng)力系統(tǒng)的核心，其高頻特性需要更快的響應(yīng)，而目前三電處理主要還是MCU，F(xiàn)PGA在滿足高頻開(kāi)關(guān)低時(shí)延要求，可定制化的回路控制以及同時(shí)提升系統(tǒng)性能上存在發(fā)揮的空間。據(jù)悉，賽靈思正在和英恒科技、清華大學(xué)（就濰柴電機(jī)的驅(qū)動(dòng)算法）合作進(jìn)行算法驗(yàn)證等方面的探索，在歐洲，已經(jīng)有合作商將FPGA用于SiC充電系統(tǒng)。

　　圖：賽靈思針對(duì)SiC的電機(jī)控制方案

　　由于傳感和智能化子系統(tǒng)單元增加了汽車網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，以太網(wǎng)總線將成為汽車數(shù)據(jù)處理的通道。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信一直是賽靈思的強(qiáng)項(xiàng)，在車載以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)處理上，該公司將發(fā)揮兩個(gè)重要價(jià)值：一是FPGA帶來(lái)的硬件價(jià)值，二是給予傳統(tǒng)車廠在升級(jí)網(wǎng)通上的經(jīng)驗(yàn)。就硬件而言，賽靈思FPGA在總線數(shù)量和協(xié)議類型的支持，大量數(shù)據(jù)吞吐處理的低時(shí)延和高并行度，對(duì)Wind River VxWorks系統(tǒng)下的TSN的支持上早已經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的驗(yàn)證。而對(duì)于汽車網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要的網(wǎng)絡(luò)安全，賽靈思的FPGA具有靈活可配置的IP，符合硬件安全模塊HSM對(duì)于加密的要求，且符合信息安全I(xiàn)SO21434標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，其信息安全管理模塊CSU，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊提供有效的防護(hù)。

　　生態(tài)合作的建設(shè)

　　作為Open Alliance SIG Adopter的正式會(huì)員，在和賽靈思合作前，英恒科技在汽車ECU領(lǐng)域已深耕多年。雙方的合作反映出汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生的變化——電氣化、智能駕駛和信息安全對(duì)高性能的處理單元的迫切需要。

　　英恒科技總經(jīng)理及執(zhí)行董事兼金脈電子總經(jīng)理陳銘認(rèn)為，中國(guó)汽車市場(chǎng)太碎片化，主機(jī)廠很多，相較于歐洲五大主機(jī)廠占90%的市場(chǎng)份額，中國(guó)頭十大還占不到60%，而這正是促使他們和賽靈思合作的原因——后者擁有良好的生態(tài)圈，包括開(kāi)發(fā)工具、全球領(lǐng)域的中間件軟件供應(yīng)商，以及汽車領(lǐng)域的芯片部署。

　　“賽靈思提倡的自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)ACAP對(duì)于我們來(lái)說(shuō)極具吸引力，”陳銘說(shuō)，“基于金脈過(guò)去十幾年對(duì)于整個(gè)傳統(tǒng)汽車，以及新能源車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)、VCU整車控制單元和BMS相關(guān)的動(dòng)力域ECU設(shè)計(jì)，我們采用賽靈思可擴(kuò)展性的平臺(tái)設(shè)計(jì)域控制單元?！?/p>

　　以金脈自動(dòng)泊車域控制器CAELUS為例，其中采用了賽靈思的XA Zynq UltraScale+ MPSoC，利用MPSoC中的FPGA資源來(lái)運(yùn)行ConvolutionalNeural Network（CNN）以實(shí)現(xiàn)AI及傳感器感知部分的處理，同時(shí)使用MPSoC內(nèi)置的Advanced RISC Machine（ARM）核來(lái)完成傳感器資料融合、以及歸經(jīng)規(guī)劃等復(fù)雜邏輯運(yùn)算，此外，還可以用于實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)關(guān)控制。

　　專用計(jì)算芯片和算力方案供應(yīng)商雪湖科技10年前已經(jīng)采用賽靈思的FPGA來(lái)處理計(jì)算。雪湖科技創(chuàng)始人及CEO張強(qiáng)認(rèn)為，高等級(jí)自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)不僅需要“聰明的車”，還依賴于“智慧的路”。為了保障車路協(xié)同的可靠性，路側(cè)感知設(shè)備數(shù)量呈井噴式增長(zhǎng)，不斷提升感知精度，解決車輛超視距感知和視野盲區(qū)等問(wèn)題。激光雷達(dá)憑借其穩(wěn)定性高、探測(cè)距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)受到越來(lái)越多公路集成商的青睞，然而，激光雷達(dá)3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理計(jì)算量大、復(fù)雜度高，對(duì)嵌入式邊緣計(jì)算設(shè)備的算力提出巨大挑戰(zhàn)，以確保車路協(xié)同系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。

　　看到這一需求，雪湖科技推出車路協(xié)同與激光雷達(dá)加速器LiDAREYE，基于賽靈思XA Zynq UltraScale+ MPSoC，內(nèi)置可實(shí)時(shí)處理激光雷達(dá)3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)的AI硬件加速引擎和AI算法，滿足高速公路、城市路口等場(chǎng)景對(duì)感知精度與系統(tǒng)時(shí)延的要求，實(shí)現(xiàn)行人、車輛、非機(jī)動(dòng)車等不同目標(biāo)的分類，以及對(duì)目標(biāo)位置、速度及方向等多維度參數(shù)的檢測(cè)。

　　張強(qiáng)認(rèn)為，GPU適用于兩維矩陣的數(shù)據(jù)同密的圖像的算法，而并不適用于信息稀疏的三維空間信息點(diǎn)陣的激光雷達(dá)3D點(diǎn)云的處理，因此，他們基于賽靈思異構(gòu)平臺(tái)開(kāi)發(fā)特殊架構(gòu)來(lái)進(jìn)行空間卷積的處理。而就車路協(xié)同的市場(chǎng)而言，目前還處于早期階段，運(yùn)營(yíng)商是積極推動(dòng)的主體。

　　圖：賽靈思攜合作伙伴參展