Jaké jsou výzvy při vývoji čipů pro autonomní řízení
Éra 5G znamená novou éru informačních technologií všech věcí. ADAS se může stát standardní konfigurací vozidel. S pokrokem vědy a techniky jsou jeho funkce stále více a více a požadavky na výkon čipu se budou neustále zvyšovat, což přinese vážné problémy s tepelným managementem.
Vývoj technologie autonomního řízení vyžaduje exponenciální nárůst výpočetního výkonu. Systém automatického pohonu na vysoké úrovni potřebuje zpracovávat data z více senzorů paralelně, včetně kamery, radaru, laserového radaru (LiDAR) atd. Čipy musí mít vysokorychlostní výpočetní schopnosti a schopnosti zpracování dat, aby bylo možné dokončit komplexní vnímání, rozhodování a ovládání úkoly v milisekundách. To znamená, že výrobci čipů musí neustále inovovat a přijímat špičkové technologie, jako jsou ASIC (Application Specific Integrated Circuits), FPGA (Field Programmable Gate Arrays) a GPU (Graphics Processing Units), aby tyto potřeby splnili. Výzvou, které čelí návrháři čipů, je, jak vyvážit výkon a energetickou účinnost, protože vysoký výkon často přichází s vysokou spotřebou energie. To vyžaduje, aby čip měl nejen vynikající výpočetní výkon, ale také aby při návrhu zvážil poměr energetické účinnosti, aby byla zajištěna výdrž systému automatického pohonu.
Bezpečnost autonomních vozidel je jedním z nejvíce znepokojených problémů veřejnosti. Jako jádro systému je bezpečnost čipu zásadní. Čip autopilota musí mít schopnost samokontroly a odolnosti proti chybám, aby bylo zajištěno, že celý systém může stále bezpečně fungovat, když jeden modul selže. S popularitou autonomních vozidel se navíc zranitelnosti zabezpečení systému mohou stát terčem útoků hackerů. Čip by proto měl mít také solidní bezpečnostní ochranný mechanismus, včetně zabránění neoprávněnému vkládání kódu nebo dat a zajištění soukromí a integrity dat. Vývoj čipů, které dokážou odolat fyzickým a síťovým útokům při zachování nepřetržitého a stabilního provozu systému, klade vyšší požadavky na návrh a výrobu čipů.
U elektrických autonomních vozidel je řízení spotřeby energie obzvláště důležité, protože přímo souvisí s dojezdem vozidla. Návrh čipu potřebuje optimalizovat spotřebu energie přijetím technik návrhu s nízkou spotřebou energie, hodinového hradlování, dynamické regulace napětí a dalších metod ke snížení spotřeby energie čipu v různých provozních režimech. Efektivní optimalizace algoritmu je také klíčem ke snížení spotřeby energie, což vyžaduje úzkou spolupráci mezi algoritmy a návrháři hardwaru, aby bylo dosaženo nejlepší shody mezi algoritmy a hardwarem. Kromě toho je tepelný design stejně důležitý pro řízení spotřeby, zejména v prostředí kompaktních automobilů, kde řešení odvodu tepla musí brát v úvahu prostorová omezení, kapacitu odvodu tepla a stabilitu systému.
Přestože systém automatického pohonu potřebuje vysoce výkonné čipy, nemělo by to vést k nadměrnému nárůstu nákladů. Hromadná výroba autonomních vozidel musí mít pod kontrolou náklady v rozumném rozsahu, aby byla tato vozidla pro spotřebitele stále atraktivní. Řízení nákladů vyžaduje, aby procesy návrhu, výroby a balení čipů byly ekonomicky efektivní. Navíc s rozvojem technologie může být nutné upgradovat nebo vyměnit stávající hardware. Jak navrhnout čipy, které lze snadno upgradovat a jsou nákladově efektivní, je také problémem, který musí pracovníci výzkumu a vývoje zvážit.
Výzva výzkumu a vývoje čipů pro autonomní vozidla je mnohostranná a zahrnuje technologie, náklady, právo a další oblasti. Bezpečnost, spolehlivost a popularita autonomního vozidla může být zajištěna pouze tehdy, jsou-li ve všech ohledech splněny průmyslové standardy.
