ADAS和V2X技術(shù)市場走勢

摘要：本文邀請業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍廠商和市調(diào)公司，談?wù)劯鞴舅P(guān)注的ADAS或V2X方面的技術(shù)趨勢和新方案。

賽迪顧問：國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)雖模龐大，水平偏低

賽迪顧問半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研究中心分析師韓曉敏:中國的汽車產(chǎn)業(yè)雖然規(guī)模龐大，但整體市場水平仍然偏低。從技術(shù)層面看，目前ADAS系統(tǒng)幾大類以單車為核心的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，如自適應(yīng)巡航控制等，而自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等在技術(shù)領(lǐng)域仍屬于摸索和試用的居多，離成熟的市場應(yīng)用還有一段距離;從市場層面看，以提高汽車安全性和舒適性為主的ADAS系統(tǒng)將會有較快的發(fā)展，而V2X尤其是V2I領(lǐng)域的應(yīng)用限于目前消費水平、基礎(chǔ)設(shè)施水平以及有關(guān)法律法規(guī)等限制，在市場應(yīng)用上會有相當?shù)臏蟆?/p>

IHS：未來汽車電子發(fā)展的驅(qū)動力中，ADAS引人注目

在過去的2014年，中國整個汽車半導(dǎo)體收入為55億美元，IHS預(yù)計在2015年營收將攀升至62億美元，相對于2014年有11%的增長動力總成、汽車信息娛樂系統(tǒng)和車身/便利性電子系統(tǒng)將是這個市場的主要貢獻者。

雖然中國汽車銷量增長在未來幾年將會逐漸降低，但追求能效和綠色能源，更高的安全性和更好的駕駛體驗，接下來的幾年將使得更多的和更高性能的半導(dǎo)體被要求在汽車中應(yīng)用。像高效能的發(fā)動機，涉及安全的ADAS應(yīng)用，汽車娛樂和舒適電子系統(tǒng)，將會需要更多的控制器、網(wǎng)絡(luò)連接、驅(qū)動器IC和傳感器。在接下來的五年中，IHS預(yù)計傳感器芯片將會有最快的增長——14%年均復(fù)合增長率，緊隨其后的是微控制器和模擬IC。

在眾多的汽車電子未來發(fā)展的驅(qū)動力中，ADAS是引人注目的。ADAS技術(shù)被看做通往未來自動/半自動駕駛的必經(jīng)之路。就最近階段來看，ADAS的應(yīng)用也會給駕駛者帶來安全舒適，同時能使動力系統(tǒng)更有效率。當前ADAS在市場上的使用，主要集中在高端轎車如寶馬、奔馳等。國內(nèi)的一些廠家也在一些高端車型中引入如 LDW，BSD，surround view?？紤]到成本和技術(shù)成熟度，IHS認為以camera sensor為主的一些應(yīng)用會在這幾年得到快速發(fā)展，如環(huán)視自動泊車、前向監(jiān)測等。

博通: ADAS和HEV/EV在汽車技術(shù)走勢中增長最快

Internet of Vehicles(IoV，車聯(lián)網(wǎng))包括兩部分，第一部分是通過有線的連接解決車內(nèi)互聯(lián)，第二部分通過無線連接解決平板電腦、穿戴式等設(shè)備和汽車交流的任務(wù)。

從整個汽車技術(shù)的走勢來看，增長最快的是兩大塊(如圖1)，第一塊是ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng));第二塊是HEV/EV(混合動力/純電動車)。

汽車以太網(wǎng)之所以是以人和汽車為主，是因為它非常適合做汽車的骨干網(wǎng)。圖2顯示的縱軸數(shù)據(jù)是指汽車上所搭載的以太網(wǎng)節(jié)點的數(shù)量，可以預(yù)見到2019年時將會有超過1億個以太網(wǎng)節(jié)點在行駛中的汽車上使用。并在2021年迅速增長到2億個。

在無線連接方面，根據(jù)圖3左邊顯示，汽車里無線連接方式分成四類。第一類是傳統(tǒng)藍牙耳機通信;第二類相對比較新的是車內(nèi)Wi-Fi/BT;第三類是NFC(近場通信);第四類則是人們更熟悉的GPS。

圖3右邊是增長率，其中，為什么NFC有很高增長率?主要是因為今天NFC在車內(nèi)的應(yīng)用基本為0，所以復(fù)合增長率很高。另外，雖然我們看到現(xiàn)在60%- 70%的汽車都標配有GPS和藍牙，但是Wi-Fi和藍牙(BT)的組合銷售目前占有率比較低。所以在接下來的五六年內(nèi)，Wi-Fi和藍牙的芯片增長率在整個汽車領(lǐng)域中非常高，年復(fù)合增長率接近40%。

在汽車里面前面提到四種無線領(lǐng)域連接方式，再加上LTE，構(gòu)成整個在車聯(lián)網(wǎng)中非常重要的聯(lián)網(wǎng)部分。各種無線技術(shù)可以廣泛地使用在車身的各個部位，實現(xiàn)不同功能：比如V2V就是車與車之間的通信，V2I就是車與交通管理系統(tǒng)之間的分配;包括使用鑰匙，類似于藍牙鑰匙、NFC鑰匙這種概念來提供車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，包括其他更多的FM Wi-Fi，包括GPS這種常規(guī)的衛(wèi)星定位功能。

博通公司汽車網(wǎng)絡(luò)和物理層產(chǎn)品高級總監(jiān)Ali Abaye博士：我們認為Wi-Fi在車內(nèi)的應(yīng)用將會以8倍的速度進行增長，主要是因為目前手機和消費電子類產(chǎn)品上Wi-Fi已基本成為標配，其實這就是趨勢。一種方式是通過Wi-Fi實現(xiàn)多屏互動，比如你手機上有圖片或者視頻想要分享給別人看，可以用手機或者平板跟車上中控系統(tǒng)互聯(lián)，把信息P2P或者通過媒介上傳上去。第二種方式大家更熟悉類似于家庭無線路由器一樣，把整個車裝上中控作為一種熱點，這樣車上設(shè)備可以通過WiFi來連接網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在大多數(shù)車上都可以裝個藍牙，打電話可以通過手機，也可以通過車上的車載電話打電話。這里提到藍牙(BLE)系統(tǒng)，特別是低功耗的藍牙系統(tǒng)，比較適合無線穿戴設(shè)備和車之間進行交互。

無論中國還是美國，大家都很注意監(jiān)控車內(nèi)里駕駛員的安全。如果有突發(fā)情況會導(dǎo)致發(fā)生重大事故，有了BLE4.0或者 BLE低功耗系統(tǒng)，可以很容易地通過可穿戴設(shè)備監(jiān)控到駕駛員的情況。可以及時通過以太網(wǎng)ADAS系統(tǒng)讓車輛進行剎車或者一些其他減速操作，避免車輛事故的發(fā)生。

博通公司提供了整套車聯(lián)網(wǎng)所需要的技術(shù)，包括有線端的以太網(wǎng)技術(shù)，無線端的Wi-Fi、GPS、藍牙、NFC等各種無線技術(shù)，可為車聯(lián)網(wǎng)的進步提供很大的助力。其中在有線端，博通推出了BroadR-Reach，其核心就是通過單對雙絞線實現(xiàn)100Mbps數(shù)據(jù)，主要解決物理層即傳輸介質(zhì)上相關(guān)的信號處理，在二層以上協(xié)議中所有的基于汽車以太網(wǎng)的協(xié)議棧都是和手機、電腦上用的是相同的，這樣在開發(fā)程序時不用特別顧慮底層用什么網(wǎng)傳輸。2013年底，寶馬X5 SUV成為首款使用BroadR-Reach汽車以太網(wǎng)技術(shù)的車型，上面采用BroadR-Reach以太網(wǎng)來組成一個環(huán)視系統(tǒng)。關(guān)于無人駕駛系統(tǒng)，一方面需要基于以太網(wǎng)提供的ADAS機型匹配數(shù)據(jù)，另一方面需要GPS提供位置數(shù)據(jù)，結(jié)合時需要一些非常好的算法，才能真正實現(xiàn)無人駕駛的功能。

瑞薩：ADAS的應(yīng)用有助實現(xiàn)自動駕駛或無人駕駛

ADAS是目前比較熱門和高速發(fā)展的汽車應(yīng)用，ADAS的系統(tǒng)可以分為兩類：高速應(yīng)用的系統(tǒng)主要是通過傳感器(如雷達)和智能攝像頭融合到ECU(電子控制裝置);低速應(yīng)用的系統(tǒng)是通過攝像頭采集相關(guān)的信息到 ECU，也就是360°全景環(huán)視系統(tǒng)。隨著汽車制造商對安全加密和功能安全的要求越來越高。駕駛輔助系統(tǒng)已應(yīng)用于汽車安全系統(tǒng)，而且日益精密。ADAS的應(yīng)用將會對公司未來業(yè)務(wù)的增長作出貢獻，并最終實現(xiàn)自動駕駛或無人駕駛。實現(xiàn)ADAS系統(tǒng)的關(guān)鍵，無論從傳感器、攝像頭還是ECU都跟半導(dǎo)體息息相關(guān)。特別是對其高性能、高速度、大容量、低功耗、安全性功能都有極高的要求。

瑞薩電子應(yīng)用技術(shù)中心汽車電子部副部長林志恩：瑞薩電子的SH7766解決方案，是用于ADAS系統(tǒng)的360°全景環(huán)視系統(tǒng)，SH7766SoC集成了多個硬件引擎，還配置了二維圖形 和可選配三維圖形引擎功能，能在攝像頭視頻上層疊高精度圖形元素，由此可以形成更高級用戶界面。

英飛凌：重點關(guān)注車聯(lián)網(wǎng)安防

汽車技術(shù)創(chuàng)新離不開半導(dǎo)體，半導(dǎo)體技術(shù)必須走在最前沿。英飛凌很早就已經(jīng)開始汽車智能化方面的市場調(diào)研和新產(chǎn)品的研發(fā)。汽車安全技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中有四大環(huán)節(jié)，從識別、預(yù)測、預(yù)防和保護，在前三個環(huán)節(jié)中，ADAS系統(tǒng)都至關(guān)重要，大幅度的防止事故，改善的汽車安全性，同時也增加駕駛的舒適性。近幾年，高級輔助駕駛系統(tǒng)ADAS中，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)、車道偏離警告(LDW)和側(cè)面物體探測(SOD)三大技術(shù)目前的增勢迅猛。ADAS其功能的實現(xiàn)基于不同的傳感器技術(shù)，并依賴于高集成度，高安全性的信息處理器。

英飛凌中國區(qū)汽車電子業(yè)務(wù)負責人高級總監(jiān)徐輝：傳統(tǒng)而言，汽車是一個封閉的系統(tǒng)，車聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)，使汽車成為一個開放式系統(tǒng)，更加便利地上傳和下載各種數(shù)據(jù)和信息，然而由于信息的公開，也帶來了黑客攻擊的風險。車聯(lián)網(wǎng)的安防，或者說數(shù)據(jù)安全，是英飛凌關(guān)注的重點。

車聯(lián)網(wǎng)包括車與車、車與基礎(chǔ)設(shè)施、車與云端、以及車與消費類電子比如智能手機、平板等的功能融合，所涉及的應(yīng)用場景十分廣泛，比如預(yù)知交通擁堵和事故、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、支付業(yè)務(wù)、緊急呼叫、維修站點服務(wù)、軟件升級、遠程診斷故障等。任意一個通道被惡意入侵、數(shù)據(jù)被濫用或竊取、病毒等，都會給車輛和人身安全帶來不可估量的損失。

賽靈思：車載攝像頭系統(tǒng)已經(jīng)成為一項重要的差異化因素

在當今汽車市場，政府安全標準要求最新、最智能的安全系統(tǒng)，例如美國的備用攝像頭與歐洲NCAP的自動電子剎車系統(tǒng)(AEB)。對于使用高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)技術(shù)的OEM廠商來說，車載攝像頭系統(tǒng)已經(jīng)成為一項重要的差異化因素。

ADAS系統(tǒng)架構(gòu)功能的復(fù)雜程度不斷提高，要求：可視系統(tǒng)需要將視頻處理(如圖像增強和失真校正)及圖形信息疊加功能顯示給駕駛員;非可視系統(tǒng)則需要圖像處理分析功能;運動估算等用來描述車輛環(huán)境的深層分析功能支持連續(xù)威脅評估和駕駛應(yīng)對措施。

現(xiàn)在，一輛汽車系統(tǒng)中的軟件代碼可能達成百上千萬行，可編程電子平臺正經(jīng)歷新一次變革。ADAS和V2X代表的汽車與人，與外界環(huán)境的連接、互動、理解與溝通是下一個前沿，其目標是讓車輛使用者更安全，能夠及時獲得有效的信息，提高效率并身心愉悅。

這意味著，系統(tǒng)對靈活性和處理能力的要求更高，傳統(tǒng)的軟件可編程的嵌入式處理器已經(jīng)變得不能滿足需要了。固定的硬件處理器和特定應(yīng)用設(shè)備正為全可編程設(shè)備和系統(tǒng)讓路，對于系統(tǒng)設(shè)計師而言，系統(tǒng)硬件的動態(tài)配置和優(yōu)化可以像軟件那樣輕松實現(xiàn)。

性能需求持續(xù)增長，OEM汽車廠商和終端消費者要求的特性和功能也越來越多。汽車上的攝像頭和傳感器越來越多，驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和帶寬發(fā)生重大改變，功能安全性和安全特性是另外一個關(guān)鍵因素，驅(qū)動汽車向半自動和最終的完全自動化演進。

賽靈思汽車營銷及產(chǎn)品規(guī)劃高級經(jīng)理Kevin Tanaka:早在2004年，賽靈思就開始了XA(賽靈思汽車)項目，現(xiàn)已成為全球領(lǐng)先的汽車級可編程邏輯器件供應(yīng)商。XA產(chǎn)品線的靈活性和高可擴展能力讓客戶能夠開發(fā)定制化平臺，以滿足更高層次的產(chǎn)品差異化和創(chuàng)新需求。隨著Zynq 7000 All Programmable SoC加入XA產(chǎn)品線，通過業(yè)界首款硬件和軟件可編程的器件，應(yīng)對汽車應(yīng)用市場增長速度最快的ADAS領(lǐng)域的技術(shù)和業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)。

美光：存儲帶寬通常會成為 ADAS 系統(tǒng)的性能瓶頸

現(xiàn)代 ADAS 系統(tǒng)具有多個傳感器，例如高分辨率/高幀頻攝像頭、雷達、激光掃描儀以及夜視儀。這些傳感器(特別是視頻攝像頭)需要利用很高的數(shù)據(jù)帶寬將數(shù)據(jù)寫入易失性存儲中。數(shù)字信號處理器 (DSP) 裝置從存儲中讀取傳感器數(shù)據(jù)，并執(zhí)行復(fù)雜的 ADAS 算法。算法在處理每一個視頻幀時都將多次訪問存儲，而且需要很高的存儲帶寬。這一過程通常會成為 ADAS 系統(tǒng)的性能瓶頸。

除帶寬之外，汽車制造商面對的另一個主要問題是尺寸，進行存儲配置時需要適當綜合考慮密度、功率、尺寸、性能、溫度、可靠性、成本和支持。主動式安全系統(tǒng)目前采用了 MCP，同時可顯著降低存儲占用空間。存儲 MCP 可以將非易失性存儲(NVM，可實現(xiàn)啟動/應(yīng)用、操作系統(tǒng)和其他重要代碼/數(shù)據(jù)的執(zhí)行)和易失性存儲(RAM，可用作高速暫存器)堆疊到單個封裝中。除了能夠減少空間占用、降低焊球數(shù)以及提升性能和密度外，MCP 還可以使用符合行業(yè)標準的 JEDEC 接口和存儲類型對微控制器 (MCU) 的嵌入式存儲進行負載分流，從而減少設(shè)計時需要考慮的因素。

ADAS 設(shè)計師接下來的目標是創(chuàng)建一個與其他汽車以及路邊交通監(jiān)測站連通的集成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。車對車 (V2V) 通信會匿名交換有關(guān)方位、速度和位置的車輛數(shù)據(jù)，讓汽車檢測到其他車輛，360 度全方位了解其他車輛的方位以及潛在的威脅或危害。隨后，它將計算風險，并向駕駛員發(fā)出警告或預(yù)先采取行動，以避免或減輕撞車事故。

東芝：注力于ADAS系統(tǒng)的研究和開發(fā)

先進駕駛輔助系統(tǒng)來說，最重要是能夠提供一個在不加重駕駛員負擔的前提下實現(xiàn)安全駕駛的解決方案，該項積極研究的終極目標是無人駕駛。人們希望將來的先進駕駛輔助系統(tǒng)在應(yīng)用上能夠不斷地增加功能和提高處理能力。東芝通過增加Visconti系列的產(chǎn)品線，注力于ADAS系統(tǒng)的研究和開發(fā)。ADAS系統(tǒng)要求SoC能夠支持對多目標的同時識別，包括車道線、車輛、行人和其他目標等，并且要求快速和低功耗。

東芝電子(中國)有限公司技術(shù)統(tǒng)括部高級經(jīng)理黃文源：東芝公司的CoHOG識別技術(shù)進一步增強了它的識別能力，由于是硬件處理，所以Visconti允許使用圖形特征實現(xiàn)快速且高精度的識別。該處理器也帶有圖像處理加速器，它增強了對光線變化和微小變形狀態(tài)下的識別的穩(wěn)定性、強化了人體識別的特征，這同樣也提高了圖像識別的性能。