ADAS和V2X技術市場走勢

摘要：本文邀請業內的領軍廠商和市調公司，談談各公司所關注的ADAS或V2X方面的技術趨勢和新方案。本文網絡版地址：http：//www.eepxv.com.cn/article/277700.htm

關鍵詞：汽車電子；ADAS； V2X

賽迪顧問：國內汽車產業雖模龐大，水平偏低

賽迪顧問半導體產業研究中心分析師韓曉敏：中國的汽車產業雖然規模龐大，但整體市場水平仍然偏低。從技術層面看，目前ADAS系統幾大類以單車為核心的應用已經比較成熟，如自適應巡航控制等，而自動駕駛、車聯網等在技術領域仍屬于摸索和試用的居多，離成熟的市場應用還有一段距離：從市場層面看，以提高汽車安全性和舒適性為主的ADAS系統將會有較快的發展，而V2X尤其是V21領域的應用限于目前消費水平、基礎設施水平以及有關法律法規等限制，在市場應用上會有相當的滯后。

IHS：未來汽車電子發展的驅動力中，ADAS引人注目

在過去的2014年，中國整個汽車半導體收入為55億美元，IHS預計在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、汽車信息娛樂系統和車身/便利性電子系統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體被要求在汽車中應用。像高效能的發動機，涉及安全的ADAS應用，汽車娛樂和舒適電子系統，將會需要更多的控制器、網絡連接、驅動器IC和傳感器。在接下來的五年中，IHS預計傳感器芯片將會有最快的增長——14%年均復合增長率，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展的驅動力中，ADAS是引入注目的。ADAS技術被看做通往未來自動/半自動駕駛的必經之路。就最近階段來看，ADAS的應用也會給駕駛者帶來安全舒適，同時能使動力系統更有效率。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。國內的一些廠家也在一些高端車型中引入如LDW，BSD，surround view。考慮到成本和技術成熟度，IHS認為以camera sensor為主的一些應用會在這幾年得剄快速發展，如環視自動泊車、前向監測等。

博通：ADAS和HEV/EV在汽車技術走勢中增長最快

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

從整個汽車技術的走勢來看，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）；第二塊是HEV/EV（混合動力/純電動車）。

汽車以太網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。圖2顯示的縱軸數據是指汽車上所搭載的以太網節點的數量，可以預見到2019年時將會有超過1億個以太網節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。第一類是傳統藍牙耳機通信：第二類相對比較新的是車內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在車內的應用基本為O，所以復合增長率很高。另外，雖然我們看到現在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，Wi-Fi和藍牙的芯片增長率在整個汽車領域中非常高，年復合增長率接近40%。

在汽車里面前面提到四種無線領域連接方式，再加上LTE，構成整個在車聯網中非常重要的聯網部分。各種無線技術可以廣泛地使用在車身的各個部位，實現不同功能：比如V2V就是車與車之間的通信，V21就是車與交通管理系統之間的分配：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網產品，包括其他更多的FM Wi-Fi，包括GPS這種常規的衛星定位功能。

博通公司汽車網絡和物理層產品高級總監Ali Ab aye博士：我們認為Wi- Fi在車內的應用將會以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互聯，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，這樣車上設備可以通過WiFi來連接網絡。現在大多數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，特別是低功耗的藍牙系統，比較適合無線穿戴設備和車之間進行交互。

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

博通公司提供了整套車聯網所需要的技術，包括有線端的以太網技術，無線端的Wi-Fi、GPS、藍牙、NFC等各種無線技術，可為車聯網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lOOMbps數據，主要解決物理層即傳輸介質上相關的信號處理，在二層以上協議中所有的基于汽車以太網的協議棧都是和手機、電腦上用的是相同的，這樣在開發程序時不用特別顧慮底層用什么網傳輸。2013年底，寶馬X5 SUV成為首款使用BroadR-Reach汽車以太網技術的車型，上面采用BroadR-Reach以太網來組成一個環視系統。關于無人駕駛系統，一方面需要基于以太網提供的ADAS機型匹配數據，另一方面需要GPS提供位置數據，結合時需要一些非常好的算法，才能真正實現無人駕駛的功能。

瑞薩：ADAS的應用有助實現自動駕駛或無人駕駛

ADAS是目前比較熱門和高速發展的汽車應用，ADAS的系統可以分為兩類：高速應用的系統主要是通過傳感器（如雷達）和智能攝像頭融合到ECU（電子控制裝置）；低速應用的系統是通過攝像頭采集相關的信息到ECU，也就是360。全景環視系統。隨著汽車制造商對安全加密和功能安全的要求越來越高。駕駛輔助系統已應用于汽車安全系統，而且日益精密。ADAS的應用將會對公司未來業務的增長作出貢獻，并最終實現自動駕駛或無人駕駛。實現ADAS系統的關鍵，無論從傳感器、攝像頭還是ECU都跟半導體息息相關。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。

瑞薩電子應用技術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系統的360。全景環視系統，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：重點關注車聯網安防

汽車技術創新離不開半導體，半導體技術必須走在最前沿。英飛凌很早就已經開始汽車智能化方面的市場調研和新產品的研發。汽車安全技術應用領域中有四大環節，從識別、預測、預防和保護，在前三個環節中，ADAS系統都至關重要，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ADAS中，自適應巡航控制系統（ACC）、車道偏離警告（LDW）和側面物體探測（SOD）三大技術目前的增勢迅猛。ADAS其功能的實現基于不同的傳感器技術，并依賴于高集成度，高安全性的信息處理器。

英飛凌中國區汽車電子業務負責人高級總監徐輝：傳統而言，汽車是一個封閉的系統，車聯網的實現，使汽車成為一個開放式系統，更加便利地上傳和下載各種數據和信息，然而由于信息的公開，也帶來了黑客攻擊的風險。車聯網的安防，或者說數據安全，是英飛凌關注的重點。

車聯網包括車與車、車與基礎設施、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，所涉及的應用場景十分廣泛，比如預知交通擁堵和事故、互聯網服務、支付業務、緊急呼叫、維修站點服務、軟件升級、遠程診斷故障等。任意一個通道被惡意入侵、數據被濫用或竊取、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：車載攝像頭系統已經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，例如美國的備用攝像頭與歐洲NCAP的自動電子剎車系統（AEB）。對于使用高級駕駛員輔助系統（ADAS）技術的OEM廠商來說，車載攝像頭系統已經成為一項重要的差異化因素。

ADAS系統架構功能的復雜程度不斷提高，要求：可視系統需要將視頻處理（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：非可視系統則需要圖像處理分析功能：運動估算等用來描述車輛環境的深層分析功能支持連續威脅評估和駕駛應對措施。

現在，一輛汽車系統中的軟件代碼可能達成百上千萬行，可編程電子平臺正經歷新一次變革。ADAS和V2X代表的汽車與人，與外界環境的連接、互動、理解與溝通是下一個前沿，其國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，系統對靈活性和處理能力的要求更高，傳統的軟件可編程的嵌入式處理器已經變得不能滿足需要了。固定的硬件處理器和特定應用設備正為全可編程設備和系統讓路，對于系統設計師而言，系統硬件的動態配置和優化可以像軟件那樣輕松實現。

性能需求持續增長，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，驅動網絡架構和帶寬發生重大改變，功能安全性和安全特性是另外一個關鍵因素，驅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品規劃高級經理Kevin Tanaka：早在2004年，賽靈思就開始了XA（賽靈思汽車）項目，現已成為全球領先的汽車級可編程邏輯器件供應商。XA產品線的靈活性和高可擴展能力讓客戶能夠開發定制化平臺，以滿足更高層次的產品差異化和創新需求。隨著Zynq 7000 AllProgrammable SoC加入XA產品線，通過業界首款硬件和軟件可編程的器件，應對汽車應用市場增長速度最快的ADAS領域的技術和業務挑戰。美光：存儲帶寬通常會成為ADAS系統的性能瓶頸

現代ADAS系統具有多個傳感器，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）需要利用很高的數據帶寬將數據寫入易失性存儲中。數字信號處理器（DSP）裝置從存儲中讀取傳感器數據，并執行復雜的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。這一過程能常會成為ADAS系統的性能瓶頸。

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，可實現啟動/應用、操作系統和其他重要代碼/數據的執行）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、降低焊球數以及提升性能和密度外，MCP還可以使用符合行業標準的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，從而減少設計時需要考慮的因素。

ADAS設計師接下來的目標是創建一個與其他汽車以及路邊交通監測站連通的集成系統網絡。車對車（V2V）通信會匿名交換有關方位、速度和位置的車輛數據，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，并向駕駛員發出警告或預先采取行動，以避免或減輕撞車事故。

東芝：注力于ADAS系統的研究和開發

先進駕駛輔助系統來說，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在應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系列的產品線，注力于ADAS系統的研究和開發。ADAS系統要求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）有限公司技術統括部高級經理黃文源：東芝公司的CoHOG識別技術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下的識別的穩定性、強化了人體識別的特征，這同樣也提高了圖像識別的性能。