Ποιες είναι οι προκλήσεις στην ανάπτυξη τσιπ αυτόνομης οδήγησης
Η εποχή του 5G σημαίνει μια νέα εποχή της τεχνολογίας της πληροφορίας όλων των πραγμάτων. Το ADAS μπορεί να γίνει η τυπική διαμόρφωση των οχημάτων. Με την πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας, οι λειτουργίες του είναι ολοένα και περισσότερες και οι απαιτήσεις απόδοσης του τσιπ θα βελτιώνονται συνεχώς, γεγονός που θα φέρει σοβαρά προβλήματα θερμικής διαχείρισης.
Η ανάπτυξη της τεχνολογίας αυτόνομης οδήγησης απαιτεί εκθετική αύξηση της υπολογιστικής ισχύος. Το σύστημα αυτόματης μετάδοσης κίνησης υψηλού επιπέδου πρέπει να επεξεργάζεται δεδομένα από πολλούς αισθητήρες παράλληλα, συμπεριλαμβανομένης της κάμερας, του ραντάρ, του ραντάρ λέιζερ (LiDAR) κ.λπ. Τα τσιπ πρέπει να έχουν υπολογιστικές και δυνατότητες επεξεργασίας δεδομένων υψηλής ταχύτητας για την ολοκλήρωση περίπλοκης αντίληψης, λήψης αποφάσεων και ελέγχου εργασίες σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτό σημαίνει ότι οι κατασκευαστές τσιπ πρέπει να καινοτομούν και να υιοθετούν συνεχώς τεχνολογίες αιχμής, όπως ASIC (Ειδικά Ενσωματωμένα Κυκλώματα Εφαρμογής), FPGA (Προγραμματιζόμενες Συστοιχίες Πυλών Πεδίου) και GPU (Μονάδες Επεξεργασίας Γραφικών) για να καλύψουν αυτές τις ανάγκες. Η πρόκληση που αντιμετωπίζουν οι σχεδιαστές τσιπ είναι πώς να εξισορροπήσουν την απόδοση και την ενεργειακή απόδοση, καθώς η ισχυρή απόδοση συχνά συνοδεύεται από υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Αυτό απαιτεί το τσιπ όχι μόνο να έχει ανώτερη υπολογιστική ισχύ, αλλά και να λαμβάνει υπόψη τον λόγο ενεργειακής απόδοσης στη σχεδίαση για να διασφαλίσει την αντοχή του συστήματος αυτόματης μετάδοσης κίνησης.
Η ασφάλεια των αυτόνομων οχημάτων είναι ένα από τα πιο ανησυχητικά προβλήματα του κοινού. Ως πυρήνας του συστήματος, η ασφάλεια του τσιπ είναι ζωτικής σημασίας. Το τσιπ αυτόματου πιλότου πρέπει να έχει τη δυνατότητα αυτοεπιθεώρησης σφαλμάτων και ανοχής σφαλμάτων για να διασφαλίσει ότι ολόκληρο το σύστημα μπορεί να εξακολουθεί να λειτουργεί με ασφάλεια όταν μια μεμονωμένη μονάδα αποτυγχάνει. Επιπλέον, με τη δημοτικότητα του αυτόνομου οχήματος, τα τρωτά σημεία ασφαλείας του συστήματος μπορεί να γίνουν στόχος επιθέσεων χάκερ. Επομένως, το τσιπ θα πρέπει επίσης να διαθέτει έναν σταθερό μηχανισμό προστασίας ασφάλειας, συμπεριλαμβανομένης της αποτροπής μη εξουσιοδοτημένης εισαγωγής κώδικα ή δεδομένων και τη διασφάλιση του απορρήτου και της ακεραιότητας των δεδομένων. Η ανάπτυξη τσιπ που μπορούν να αντισταθούν σε φυσικές επιθέσεις και επιθέσεις δικτύου, διατηρώντας παράλληλα τη συνεχή και σταθερή λειτουργία του συστήματος, έχει δημιουργήσει υψηλότερες απαιτήσεις για το σχεδιασμό και την παραγωγή τσιπ.
Για το ηλεκτρικό αυτόνομο όχημα, ο έλεγχος της κατανάλωσης ενέργειας είναι ιδιαίτερα σημαντικός, επειδή σχετίζεται άμεσα με την αυτονομία του οχήματος. Ο σχεδιασμός του τσιπ πρέπει να βελτιστοποιήσει την κατανάλωση ενέργειας υιοθετώντας τεχνικές σχεδιασμού χαμηλής κατανάλωσης, πύλη ρολογιού, δυναμική ρύθμιση τάσης και άλλες μεθόδους για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας του τσιπ σε διάφορους τρόπους λειτουργίας. Η αποτελεσματική βελτιστοποίηση αλγορίθμων είναι επίσης το κλειδί για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, απαιτώντας στενή συνεργασία μεταξύ μηχανικών αλγορίθμων και σχεδιαστών υλικού για την επίτευξη της καλύτερης αντιστοιχίας μεταξύ αλγορίθμων και υλικού. Επιπλέον, ο θερμικός σχεδιασμός είναι εξίσου σημαντικός για τη διαχείριση ενέργειας, ειδικά σε περιβάλλοντα συμπαγών αυτοκινήτων όπου οι λύσεις απαγωγής θερμότητας πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τους περιορισμούς χώρου, την ικανότητα απαγωγής θερμότητας και τη σταθερότητα του συστήματος.
Αν και το σύστημα αυτόματης μετάδοσης κίνησης χρειάζεται τσιπ υψηλής απόδοσης, αυτό δεν θα πρέπει να οδηγήσει σε υπερβολική αύξηση του κόστους. Η μαζική παραγωγή αυτόνομων οχημάτων πρέπει να ελέγχει το κόστος σε λογικό εύρος, καθιστώντας αυτά τα οχήματα ακόμα ελκυστικά για τους καταναλωτές. Ο έλεγχος του κόστους απαιτεί οι διαδικασίες σχεδιασμού, κατασκευής και συσκευασίας των τσιπ να είναι οικονομικά αποδοτικές. Επιπλέον, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, το υπάρχον υλικό ενδέχεται να χρειαστεί να αναβαθμιστεί ή να αντικατασταθεί. Ο τρόπος σχεδιασμού τσιπ που είναι εύκολο να αναβαθμιστούν και οικονομικά αποδοτικοί είναι επίσης ένα πρόβλημα που πρέπει να εξετάσει το προσωπικό Ε&Α.
Η πρόκληση της έρευνας και ανάπτυξης τσιπ αυτόνομων οχημάτων είναι πολύπλευρη και περιλαμβάνει τεχνολογία, κόστος, νόμο και άλλους τομείς. Μόνο όταν πληρούνται τα βιομηχανικά πρότυπα σε όλες τις πτυχές, μπορεί να διασφαλιστεί η ασφάλεια, η αξιοπιστία και η δημοτικότητα του αυτόνομου οχήματος.
