车规级大算力芯片推动自动驾驶商业化落地

黑芝麻智能科技有限公司成立于2016年，是行业领先的车规级自动驾驶计算芯片和平台研发企业，专注于大算力计算芯片与平台等技术领域的高科技研发。黑芝麻智能能够提供完整的自动驾驶、车路协同解决方案、包括基于车规级设计、学习型图像处理、低功耗精准感知的自动驾驶计算芯片和自动驾驶计算平台，支撑自动驾驶产业链相关产品方案的快速产业化落地。

黑芝麻智能科技有限公司产品市场经理额日特以《车规级大算力芯片推动自动驾驶商业化落地》为主题展开演讲，以下是演讲内容整理：

额日特 黑芝麻智能科技有限公司产品市场经理

芯片是一个很火热的行业，但是用户终端对于汽车领域的摄像头、雷达、整车环境的感受会更强，对于底层芯片的迭代历程、具体性能、车规级要求并不熟悉，因此本次演讲主要从“如何做到大算力”；“如何推动自动驾驶商业化落地”两个方面进行介绍。

在传统汽车时代，内燃机和机械系统的演进可以推动整个汽车行业的发展，到了智能电动时代，整车芯片占有率越来越高，芯片所起的作用也越来越大，算力迭代和数据创新驱动着整个汽车行业向智能驾驶时代演进，电子电气架构从最初的E/E式转向功能域控，最终走向中央计算+区域控制，这一过程中，芯片能够起到怎样的作用？

黑芝麻如何做到大算力？

从实际应用看，以乘用车领域比较多的行泊一体功能为例。实际上，市面上很多方案只是简单把行车和泊车芯片放在一个板子上，不算真正意义上的行泊一体，而真正的功能融合应该在单芯片上实现，对于算力的要求必然增大，AI芯片也就应运而生。

图片来源：黑芝麻智能科技

从整体上来说，从分布式到域融合，将现有分散元器件集中在一起，会带来一个显著的效果，那就是整体的电子电气架构在系统的设计上会更简单。另外，多域融合也能够确保供应链复杂度、物流、后期维护和投资成本的降低。

为了确保能够达到更好的域融合效果，不光需要AI算力，还需要强劲的CPU，比如BSD盲区监测和环视功能的拼接，这些工作可能需要再内置一个GPU，对于信息安全、功能安全也会有更高的要求，进而内置符合信息安全和功能安全的MCU。

但是市面上目前存在的AI芯片，只是强调AI算力，在信息安全、信息处理等综合性能上表现不佳。黑芝麻智能所推出的A1000芯片正瞄准这一痛点研发，属于适合域控的SoC芯片。认证方面，A1000芯片已通过AEC-Q100 Grade 2级别认证和ISO26262功能安全产品ASIL B认证，并已随时可向客户提供PPAP相关支持文档。

操作系统方面，A1000芯片已完成对行业各主流操作系统的移植和验证，包括Linux、QNX、RT-Thread和Windriver等。工具链方面，支持动态异构多核任务分配与客户自定义算子开发，提供友好易用的工具链开发包及应用支持，助力客户快速移植模型和部署落地的一体化流程。

图片来源：黑芝麻智能科技

大算力车规芯片的量产是一个长期的过程，需要经历确定产品定义、芯片流片、芯片封测完成、车规可靠性认证、功能安全认证、量产上车几个环节，期间会耗费2~3年的研制时间，由于时间周期长，就需要企业提前对于行业进行整体判断，接下来主要介绍几个关键的因素。

首先，黑芝麻智能做的是国产芯片，2016年成立之初，国产化的概念尚未兴起。黑芝麻智能在最初的产品定位上就瞄准了国产化和车规级这两点，在设计过程中就考虑到了车规级测试的要求。芯片的硬件设计结束后，还会有中间件和其他工具链的研发需求，这是由于芯片属于硬件，需要工具链和中间件配套发挥整体性能。

图片来源：黑芝麻智能科技

目前，黑芝麻智能推出了两个核心的自研IP：车规级图像处理 ISP，车规级深度神经网络加速器 NPU。市面上，很多辅助驾驶系统主要依靠摄像头，那么对于相机类传感器抓拍图像的处理就是非常关键的技术。怎么确保抓拍的图像能够正确的送到NPU里做加速和AI学习，进而输出最终判断标准？第一步就需要进行车规级图像处理。

另外一款是车规级深度神经网络加速器NPU，现在很多芯片都是小算力的芯片，黑芝麻智能的产品聚焦在中大算力领域，比较好地弥补了市面上的算力缺失。而黑芝麻智能芯片的AI算力就来自于NPU，大算力虽然在行业内有争议，但以各家企业的算力竞赛看，大算力仍然拥有很大的市场潜力。

尤其是在商用车领域，目前很多的算力是跑在车载嵌入式工控机上，然而工控机不是车规产品，无法面向商业化、规模化落地或满足整车前装量产，想要去嵌入整车，就需要考虑到芯片的精简、资源的优化。这些工作不可能一步到位，因此行业在很长的一段时间内仍需要大算力的芯片。

图片来源：黑芝麻智能科技

如何推动自动驾驶商业化落地？

单纯的AI芯片没有办法满足多域融合的要求，因此，除了自研IP，黑芝麻智能华山二号A1000芯片还集成GPU、信息安全、功能安全MCU，以确保这颗芯片在提供大算力的同时，能够承担更多的传感器融合、信息安全、地图众包等功能。此外，黑芝麻智能的软隔离和硬隔离技术可以确保不同IP核之间有应对失效的保护机制。

中美技术博弈增加了全球化供应链的不确定性，疫情引起的全球化汽车行业缺芯，使缺乏本土核心芯片供应链问题凸显。美国在芯片领域的部分断供在短时间内不会影响到整个汽车行业，但作为一个长期的影响已经存在。实际上，中国行业内从2018年已经兴起国产化的浪潮，只是最近几年进展比较缓慢，一个主要原因就在于车规级器件的生产和认证周期较长，需要厂商提前布局、缓慢积累。

2016年，黑芝麻智能开始布局国产芯片，到如今的窗口期已经推出了量产的芯片产品。基于A1000的带动作用，黑芝麻智能希望与国产的其他芯片厂商一同合作，共同提供配套、完整的纯国产化方案。在硬件推进的同时，黑芝麻智能也在积极地适配国产软件，推动软硬协同发展。此外，芯片使用感受和工具链是否完善有直接的关系，黑芝麻智能自研的AI工具链开放支持各家神经网络算法部署；黑芝麻智能自研感知算法加速助力智能领航及泊车应用落地。总的来说，配合行业形成完善的生态和布局，让客户“即拿即用”是黑芝麻智能的目标。

最后介绍下产品布局，黑芝麻智能平台化方案-可覆盖几乎所有商用车辅助/自动驾驶场景：从L2智能前行摄像头、L2+多智能摄像头融合、干线物流、L3列队跟车、L4封闭园区无人驾驶，黑芝麻智能基本上都是用单芯片的方案去实现以上功能，做到了真正的多域融合，黑芝麻智能专注于大算力芯片研发，在算力的部署和预埋上也弥补了市场的空白。