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    对话零跑研发带头人:揭密「四域合一」架构的独家技术细节

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    首席智行官2023-09-06

    作者 / 华卫、曹锦

    在昨日(9月4日)的慕尼黑车展上,零跑汽车带来首款全球化车型C10的首秀,并着重展示了所应用的全域自研最新成果LEAP3.0技术架构。这套被命名为「四叶草」的中央集成式电子电气架构,实现了前瞻性的「四域合一」。

    如今,不管是成本控制还是迭代需求,都犹如悬在车企头上的一把刀,时刻推着其进行持续升级,而决定汽车功能和配置迭代上限的便是电子电气架构。从分布式到域集中式,再到中央集成式,车企现在比的已不是发展到哪个阶段,而是集成控制域的程度。

    零跑汽车此次推出的「四叶草」,能够以1颗SOC芯片+1颗MCU芯片打造中央超算。而对于零跑选择四个域的原因、不同方案的细节筹划、算力需求的分配秘诀以及未来可能的国产芯片选型要求,尚存有诸多细节待公布。

    带着这些疑问,「首席智行官」与零跑科技电子产品线的三大模块负责人——零跑科技智能驾驶模块负责人王耀农、零跑科技电子电气模块负责人周徐宁、零跑科技智能座舱模块负责人赵志定,进行了一场深度对话。

    如何统一「四域」协议?

    零跑的四叶草架构,将座舱域、动力域、车身域和智能驾驶域集成在一起,只差一个底盘域就实现五域合一的中央超算了。周徐宁表示,零跑这次之所以没有集成底盘域,是因为底盘域控制器起步晚,成熟度相对较低。

    待底盘域控制器、线控底盘控制等技术应用相对成熟后,五域合一的中央超算平台才有落地的可行性。目前,零跑的四域合一中央超算平台属于行业集成度最高的产品。」

    尽管当下只是四域,但仅用一个盒子就实现整车控制,也必然会面临协议统一的难题。据周徐宁介绍,统一协议相当于重构整车传感及执行单元的功能分布,需要全面考虑传感及执行单元的特性、控制原理、失效风险以及信息安全等。

    另外,对整车的电器件进行功能分布以及控制器功能分配的重构,能够将传感器、执行器进行接口标准化,可供中央超算中心直接调用,实现整车的软硬件解耦。

    以前软硬件接口相对于控制器的PCBA硬件和功能应用APP而言,而在四叶草架构中,硬件相关于是区域控制器+传感器+执行器(输出标准接口),软件相当于中央超算中心。硬件层实现平台化,相对技术更迭较慢;软件层可实现快速迭代化,相对技术更迭更快(类似手机芯片)。

    因而,四叶草架构具备平台化兼快速更迭的能力,零跑基于该架构开放了技术输出合作模式。周徐宁认为,未来整个行业都将逐步采用中央集成式电子电气架构的开发方式进行,零跑在此技术赛道上领先一步,这也是他们相对于其他主机厂的竞争优势。

    三种方案配置

    与城市NAP的规划

    尽管融合两颗芯片就可以实现中央超算,但为适配不同车型,零跑「四域合一」的中央集成式电子电气架构给出了三个解决方案。标配是高通8155+恩智浦S32G234M,中配则是高通8295+恩智浦S32G274A,高配采用高通8295+恩智浦S32G高配+高阶OrinX。

    当被问到8295和8155方案是否会同时用在一款车型时,周徐宁表示,根据车型的不同配置,可以选择中央超算的不同版本。

    据官方介绍,四叶草架构的8295中配方案也能够支持L2/L2+智能辅助驾驶,可以实现LCC(车道居中辅助系统)等,且只用了4个环视摄像头。问题是,以鱼眼摄像头的精度能否满足ACC(自适应巡航系统)、AEB(自动刹车辅助系统)的测距?对此,王耀农解释,该方案中包含一个前视相机和一个前毫米波雷达,可实现ACC及AEB功能。

    高配方案中,四叶草架构支持L2++级高阶智能辅助驾驶,且在高速和城市导航领航辅助驾驶都会用到高精地图。王耀农透露,零跑对于城市NAP的规划是一个基于高精地图的过渡过程:先做有图,再做有图用图、无图靠感知,最后实现全靠感知。

    「在功能性上,四叶草架构的高配方案用一个OrinX也可以做到行业主流水平。现在,很多业内同行也在降本,从2颗OrinX降为1颗,或者从2颗OrinX降为2颗J5。」王耀农认为,让消费者愿意买单的并不是更多硬件,而是安全和体验。

    另外,从标配到高配版,每一方案在区域控制上都实现了完全的通用化和传感器的就近连接,通用率达到90%以上,线束从1800米减少至1500米,控制器数量从原先的42个降到28个。

    算力的压缩与分配

    最低在8295上就能实现LCC,用一个OrinX就有城市领航辅助,零跑在四叶草架构的智驾部分把算力需求「压缩」得很是极致。

    关于这其中的算力分配秘诀,王耀农对首席智行官讲述道,「缘于对Soc的理解以及模型加速和模型优化的能力,我们在8295上实现了行泊一体。OrinX上,我们根据感知模型的特点,拆分到GPU和DLA上进行加速,同时把较多的逻辑运算放到HPC上进行,分工合作。

    即便做了算力压缩,四叶草架构仍已将8295的很大一部分算力分给了智驾,剩给智能座舱的恐怕并不富裕。尤其在当前智能座舱赛道极度内卷的情况下,算力需求飞速增长,有些车企用8155都达不到流畅效果了。

    「流畅性是由CPU+GPU+内存决定的。」赵志定介绍,8155的CPU为100K DMIPS,8295的CPU为230K DMIPS,足以支撑流畅度性能。在算力分配上,8155的NPU算力为4TOPS,8295的NPU算力达到30TOPS,再加一个254TOPS的OrinX,就算大部分给了智能驾驶,未来智能座舱的OTA上限也不会受限制。

    据透露,四叶草架构下的车型,将会根据8295更多路的视频接口来重新设计智能座舱,支持更多的屏幕和座舱功能。后续,除语音类的提升外,四叶草架构还会带来音效、视频类能力提升,360可实现连接4个300万摄像头,支持3D游戏、更高分辨率显示屏、VR眼镜等。

    「算力永远都不会够,收敛或是释放要根据产品定义来。」零跑方面表示,其有两种不同的策略,一是往极致性能方向去做,二是在满足现有功能要求下做到最低成本。

    「全域自研」的意义

    「全域自研除了自我销售,更愿意开放给其它伙伴,争取规模效应最大化。」基于四叶草架构,零跑开放了四种技术输出商业合作模式。

    零跑透露,通过技术共享,其已在多个领域收获外部订单。四叶草架构的潜在购买客户分两类:一是主机厂,中央集成式电子电气架构需要协调很多领域,成本控制的难度较高;二是想造车的机构,对他们来说,找一个有技术背景的企业合作可以最快进入这个行业。

    现在很多车企都自称「全栈自研」,但也无法完全摆脱存在供应商黑盒交付的情况。对此,零跑谈到,很多宣称自研的企业,实际是由供应商来做底层BSP等部分。例如,在实现舱驾一体时,要把供应商做的东西合在一起非常困难,每个供应商都有自己的利益和选择;但零跑从底到顶都是自己的能力,难度就不是很大。

    因而,零跑对「全域自研」的定义是:在核心领域具备技术定义能力,目前除电芯、内外饰外购,底盘、汽车电子电器为自研及外包生产外,其它所有零部件均为自研自产;很多时候会直接与二级供应商合作,如英伟达。

    另外,目前,四叶草架构所应用的都是国外的芯片,不过零跑表示,也有选择国产企业的考虑,通过移植平台就可以做到

    至于芯片选型,周徐宁介绍,主要涉及芯片性能、功耗、稳定性、一致性、温度范围、电磁兼容等方面,具备这些能力的国产芯片都可以研讨验证流程,当前他们已在控制器中应用了许多国产器件。

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