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西安浪潮電子資訊做芯片怎麽樣?

2022-09-22數碼

浪潮資訊 進軍自動駕駛大約在2021年底,首先是演算法部份,2022年10月浪潮資訊提出了純視覺的DABNet4D,2023年3月提出IEI-BEVFusion++,在關鍵性指標nuScenes

Detection Score(NDS)得到77.6%的高分,創造了3D目標檢測全賽道迄今最高成績,與零跑汽車的EA-LSS並列全球第一。

圖片來源:浪潮資訊

汽車的高效能運算可以算是邊緣計算,浪潮資訊是國內邊緣計算伺服器排名第一的廠家,自然也延伸到汽車自動駕駛領域。

浪潮資訊在2023年8月推出了EIS400 自動駕駛域控制器和AutoDRRT計算框架,和汽車領域的廠家有比較大的差別。

EIS400自動駕駛域控制器\\

EIS400:基於ECOM模組化設計\\

EIS400框架圖\\

圖片來源:浪潮資訊

EIS400使用4個輝達頂配Orin做AI加速與協處理器 ,這4個AI加速和協處理器任務完全不同,每一個任務領域只有一個Orin在負責,換句話說,這不是4個Orin並聯,而是近似串聯,4個相對獨立的協處理器,這與傳統汽車領域的域控制器相比差別較大。

作為伺服器領域的專業廠家,浪潮自然使用了PCIe交換機 連線4個Orin,而傳統汽車領域為了節約成本,一般用乙太網路交換機。目前主流的乙太網路交換機頻寬非常低,只有0.125GB/s,而輝達多顯卡之間連線用的NVLink 頻寬是900GB/s,差距懸殊,想要並聯4個Orin讓算力增加4倍完全不可能,頂多增加10%。浪潮使用了比較成熟的性價比高的三代PCIe交換機,連線Orin的是8通道,頻寬是8GB/s;連線CPU的是16通道,頻寬是16GB/s。目前PCIe已經前進演化到第六代,單鍊結頻寬就可達64GB/s,是三代的8倍,當然價格也差不多是三代的4倍。浪潮也用了乙太網路交換機,這個乙太網路交換機也非常強大,具備8個千兆乙太網路介面和三個SGMII介面,可以接4個激光雷達。通常百兆乙太網路也勉強可以,但浪潮為長遠考慮,用了千兆介面。

BMC系統監控應該就是伺服器領域常見的主機板管理控制器(Baseboard Management Controller),MC是一種單獨的芯片或嵌入式處理器,具有自己的獨立網絡介面,可直接連線到網絡。透過BMC,系統管理員可以遠端監控、維護、更新和控制伺服器。BMC提供了系統管理固件、應用程式、外設和傳感器,支持包括KVM(鍵盤、影片、滑鼠)、電源管理、虛擬媒體、SNMP以及日誌記錄和遠端存取等功能。伺服器領域對可靠性的要求絲毫不低於汽車。

安全MCU 還是離不開英飛淩的TC397,浪潮還特別加了一個CPLD來負責處理定位資訊,即PPS(Precise Positioning Service),這個不是美國GPS的PPS,也不是pulse per second。CPLD可以看作一個縮微版的FPGA。

浪潮是把伺服器領域的技術引入到汽車自動駕駛上,伺服器都是多顯卡加CPU配置,4個輝達Orin可以看作4張顯卡。CPU還是基於x86系統。

圖片來源:浪潮資訊

浪潮的AutoDRRT還是基於ROS2的改造。

圖片來源:浪潮資訊

ROS是無人出租車領域最常見的作業系統,除了百度,基本上都是ROS系統。ROS最初是史丹福大學人工智能實驗室與機器人技術公司Willow Garage共同開發的,2008年以後主要由Willow Garage公司推動,維護。

2012年以後,Willow Garage中有一個ROS團隊,從公司中獨立出來後,成為了非盈利組織the Open Source Robotics Foundation(OSRF),主要負責維護和更新ROS。ROS2是2016年底推出的,目前最新版本是2023年5月的Iron Irwini,大約每隔1年升級一次。采用ROS2最知名的自動駕駛開源架構就是AUTOWARE。ROS的核心功能可以看作是一個通訊中介軟體,用於傳感器和節點之間通訊。

提到ROS就不得不提AUTOWARE,Autoware最早是由名古屋大學研究小組在加藤伸平教授(Prof. Shinpei Kato)的領導下於2015年8月正式釋出。2015年12月下旬,加藤伸平教授創立了Tier IV,以維護Autoware並將其套用於真正的自動駕駛汽車。如今主要分為兩個大版本: 基於ROS 1的AutoWare.ai和基於ROS2的AutoWare.auto,Autoware.universe。它能夠廣泛的套用於多種車輛的自動駕駛商業部署。Autoware自動駕駛框架已經在20多個國家、30多種車型、500多個公司使用。Autoware 提供了一套豐富的自動駕駛模組,由傳感、計算和驅動能力組成,包括定位、對映、目標檢測和跟蹤、交通燈辨識、任務和運動規劃、軌跡生成、車道檢測和選擇、車輛控制、傳感器融合、相機、激光雷達、雷達、深度學習、基於規則的系統、連線導航、日誌記錄、虛擬現實等。

圖片來源:浪潮資訊

目前,The Autoware Foundation負責AUTOWARE的維護,有23個原始會員,其中知名會員包括AMD、ARM、富士康和華為。

圖片來源:浪潮資訊

4個Orin與CPU的分工如上表。SOC2負責的是激光雷達,準確的說是Velodyne的激光雷達。CPU主要負責AUTOWARE基礎,

最佳化後延遲大大縮短。

浪潮也沒有完全照搬AUTOWARE,中間也加入了DDS。DDS是面向高可靠性場合的通訊中介軟體,ROS的網絡通訊提供了2種方式,TCP和UDP。TCP是預設的通訊方式。

  • TCP簡單來說就是 :發送方發出一個資訊後,接收方需要發出一個訊號,告訴發送方「我收到訊息了」。如果發送方沒有收到這個訊號,那下一條資訊就不能發出。
  • UDP簡單來說就是 :發送方發出一個資訊,不管接收方是否有接收到訊息,發送方都會一直發送訊息。UDP比較適合自動駕駛,當然商業化的自動駕駛不是學術研究,需要更高級的通訊。
  • 通訊中介軟體包括點到點,訊息佇列和釋出/訂閱三種工作模式,SOME/IP和DDS都采用了第三種工作模式,即釋出/訂閱。相比於面向訊號的CAN,SOME/IP和DDS都是面向服務的通訊協定。閉源的主要有Vector公司的SOME/IP, RTI公司的DDS等。開源的主要有OPEN DDS, FAST DDS, Cyclone DDS等。SOME/IP的全稱為:Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP,是一種面向服務的傳輸協定。嚴格地說,SOME/IP不是一款特定的產品,而是一種技術標準。其最早由寶馬在2012-2013年開發,並在2014年整合進AUTOSAR 4.2.1中。當前,全球最大的商用SOME/IP產品供應商是Vector。開源版的SOME/IP則是由GENIVI協會來維護的。傳統車廠基本都是用SOME/IP。

    DDS的全稱為Data Distribution Service(數據分發服務),是由OMG釋出的分布式通訊規範,采用釋出/訂閱模型,提供多種QoS服務質素策略。

    DDS將分布式網絡中傳輸的數據定義為「主題」,將數據的產生和接收物件分別定義為「釋出者」和「訂閱者」,從而構成數據的釋出/訂閱傳輸模型。各個節點在邏輯上無主從關系,點與點之間都是對等關系,通訊方式可以是點對點、點對多、多對多等,在QoS的控制下建立連線,自動發現和配置網絡參數。

    DDS最早套用於美國海軍,用於解決艦船復雜網絡環境中大量軟件升級的相容性問題,後來擴充套件至航空、國防、通訊、汽車等領域。

    2018年,DDS首次被引進AUTOSAR AP,作為可選擇的通訊方式之一。ROS2和Cyber RT的底層都使用了開源的DDS,將DDS作為最重要的通訊機制。與此相對應的是,輝達的Xavier、Orin等面向自動駕駛的SoC芯片上也都預留了DDS介面。

    全球範圍內,DDS市場份額最大的供應商(80%左右)的是成立於1991年的美國RTI公司(全稱為Real-Time Innovations)。RTI作為OMG組織董事會的成員,主導了DDS標準的制定,從2004年開始負責主持DDS工作群組的工作,目前已經成為該行業的領導者,對DDS標準有足夠的權威。RTI開發的DDS品牌名為Connext,,因此又被稱為Connext DDS。

    在自動駕駛領域比較有影響力的開源DDS是由RTI原核心團隊成員在歐洲創辦的eProsima公司推出的FastDDS。在eProsima將FastDDS的原始碼開放出來後,使用者可以直接在github上免費下載。不過使用者就需要透過向eProsima支付費用來取得支持。出於成本的考量,輝達的Xavier和Orin內建的Driver.OS中便采用了FastDDS或OpenDDS這樣的開源DDS。RTI方面認為,開源DDS是其最大的競爭對手。

    AutoDRRT的容錯機制\\

    圖片來源:浪潮資訊

    2023年11月,浪潮參加了日本的第五屆日本自動駕駛競賽,依靠EIS400和AutoDRRT獲得了冠軍。Japan Automotive AI Challenge是國際影響力的自動駕駛競賽之一,由日本工程師學會2019年發起,旨在針對自動駕駛開發的各類難題,面向全球自動駕駛工程師征集解決方案。2023年的挑戰賽圍繞工廠無人運輸場景,像「超級瑪麗」遊戲一樣,賽道會設定障礙物、煙霧氣體幹擾、S 形、L 形狹窄路徑多個題目,駕駛最遠距離的隊伍將獲得勝利。此次競賽吸引了東京大學、東京工業大學、名古屋大學、浪潮資訊、日產、松下、住友、馬自達等50多支頂尖自動駕駛團隊參與。經過預賽亞馬遜雲線上仿真模擬比拼,有17支隊伍晉級現場決賽,包括7家高校隊伍和10家企業參賽隊伍。

    免責說明:本文觀點和數據僅供參考,和實際情況可能存在偏差。本文不構成投資建議,文中所有觀點、數據僅代表筆者立場,不具有任何指導、投資和決策意見。