理想L8智能驾驶系统地平线征程J5方案分析

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来源:理想汽车


理想L8有pro和max两个版本,pro版本就是以地平线征程J5为核心的智能驾驶系统,max则是英伟达Orin。


双征程J5整体方案框架图

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双征程J5整体方案是个行泊一体方案。这个方案成本太高,后来大幅度裁剪,前双800万像素摄像头,后来改为单颗800万像素,应该是只保留了一颗视角为120度的广角方案,取消了30度窄视角方案,感知距离大大缩短了。将环视摄像头像素由250万像素提升到300万像素,侧视还是200万像素。原本预留两颗激光雷达,成本关系自然是砍掉了。两颗J5变为一颗,自然也取消了PCIe交换机,以太网交换机也可以减少一个。


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最终方案框架图基本和上图接近,只是前视只有一颗800万像素,这就是理想L8 Pro的方案。还有比亚迪的部分高端车型也是此方案。提供此方案的供应商有采埃孚、东软睿驰、佑驾创新、易航智能和轻舟智航。轻舟智航有双J5方案,其他厂家基本上都是推单J5方案。据说未来上汽、奇瑞红旗也会推双J5方案,会配备1-2个激光雷达。


地平线征程J5内部框架图

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地平线征程J5架构亮点

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与英伟达Orin或高通SA8650比,征程J5的CPU算力很弱,算力只有26K DMIPS,而英伟达Orin或高通SA8650大约为230K DMIPS,相差8.8倍。所以一般推荐双J5联合工作,当然能四片J5更好。


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国内还有一家域控制器厂家设计的双J5加瑞萨V3U方案,如上图。


瑞萨V3U内部框架图

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来源:瑞萨


瑞萨V3U内部框架图如上,CPU部分是8个A76,算力大约96K DMIPS,不过V3U采用16纳米工艺制造,晶体管密度低导致其die size很高,封装面积有40*40毫米,成本太高,瑞萨目前还是主推V3H和V4H。还有一些是双J5加德州仪器TDA4的方案。


回到双J5方案,输入摄像头解串行都是ADI的MAX96712,最高支持4个400万像素接入。


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基于征程J5的BEV感知框架,经过第一阶段的模型提取图像特征,通过视角转换做 BEV视角下的多视角空间融合;再对BEV的特征进行时序融合,进而送入第二阶段做BEV上的特征提取;最后,输入到head部分做感知要素的输出。如果系统里有Lidar,也会接入 Lidar点云。前期会做栅格化的编码处理,也会做时序融合,最后和视觉的BEV特征做中融合,同样也是送入到二阶段去做BEV上感知要素的输出。这里的特征提取骨干网是地平线自己开发的MixVarGENet。


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MixVarGENet是专为J5开发的,效率比常用的Resnet50高大约5倍。MixVarGENet由一个3x3的卷积层mod1()和五个MixVarGEBlock组成。MixVarGEBlock包括head op, stack op,downsample layers,fusion layers四个基本模块,其中后三个模块都是可选模块。


视频输出有四个,分别是智能驾驶感知、360全景、DVR和DMS,用了四个加串行芯片,分别是德州仪器的DS90UB953和ADI的MAX9295E(怀疑标注错误,应该是MA9285,MA9295是800万像素摄像头端侧的加串行芯片)。


两颗J5,一颗负责前向800万像素120度广视角感知,周侧感知,后视觉感知,视觉后处理,BEV前端,传感器融合和轨迹预测;另一颗负责前向800万像素30度窄视角感知,360全景,BEV后端,激光雷达感知,DMS。分工明确,每颗J5配备两片4GB的LPDDR4,一片64MB的NorFlash,一片32GB的eMMC。用eMMC确实太落后了,现在基本上都是UFS了。


IMU是塔上半导体的GE930,天线接口是M23,通过UART与两颗J5连接。


两颗J5和NXP的S32G399通过PCIe交换机连接,PCIe交换机的价格要高出以太网交换机不少,J5的PCIe是两lane的,还是3代的,现在略显落伍,目前至少是四代4 lane或8 lane,英伟达Orin是四代22 lane。


以太网交换机用了两片Marvell的88Q5152,预留了众多传感器或网络接口,如果只用一个激光雷达,一片88Q5152就足够。


88Q5152内部框架图

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来源:Marvell


88Q5152内部框架图如上,这是个9端口以太网交换机,2个千兆,4个百兆,一个2.5G,两个10G,两个88Q5152用XFI 10G连接。预留了多达7个百兆以太网接口,可以添加多个激光雷达或4D毫米波雷达或V2X。实际完全可以用一片16端口的88Q5192代替,完全不必这么麻烦。


MCU方面,地平线一般都推荐NXP的S32G2/G3,可以做到行泊一体。双J5方案采用了目前NXP最顶级的MCU,即S32G399,它通过SPI接口连接12个超声波雷达,通过三片TJA1462 连接5个毫米波雷达(其中两个毫米波雷达是主从结构),通过8片TJA1462连接多个CAN网络,包括动力、车身、底盘、定位盒子、ADAS备份等。还可以通过88Q1512物理层芯片增加两个以太网连接。


S32G3特性

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来源:NXP


S32G3是NXP目前最高级MCU,NXP称其为MPU,其核心是一个ASIL-D级安全MCU,加上4-8个ARM A53内核提供远超传统MCU的算力,还有2-4个ARM M7内核做实时控制,CPU算力几乎和征程J5一样高。A53的加入可以让S32G3做一些自动泊车运算,还加入了很多以太网交换加速的资源,S32G2系列主要面向网关系统,G3性能更强,面向服务导向网关和域控制器系统。配备了最高达20MB的SRAM,可以做传感器融合、轨迹预测、车位搜索、车辆轨迹控制等自动泊车功能。其以太网加速资源丰富,可以与ADAS主处理器芯片紧密合作。


S32G3内部框架图

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来源:NXP


单J5有些弱了,双J5方案又过于复杂了,或许征程J6E或J6M是未来主流。


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来源:地平线