智能汽車應(yīng)用生態(tài)的需求高速成長

近年來全球車用半導(dǎo)體芯片市場大幅快速成長，根據(jù)摩根士丹利(Morgan Stanley) 2023年所發(fā)布的最新報告中指出，未來五年內(nèi)的汽車高效能運算Automotive HPC （High-Performance Computing）半導(dǎo)體市場將會整整成長三倍，整體潛在市場估計將于2023年達(dá)到20億美元，并且在2027年增長至60億美元，年復(fù)合增長率(CAGR)為可觀的29%。與此同時，受惠于汽車高效能運算芯片客制化設(shè)計需求的增加，芯片設(shè)計服務(wù)廠的預(yù)估累積收益可望在未來五年內(nèi)提升多達(dá)20億美元。

［應(yīng)用技術(shù)考慮］高速實時運算、數(shù)據(jù)溝通與傳輸

在新的連網(wǎng)汽車發(fā)展趨勢下，高速數(shù)據(jù)通訊與Automotive HPC高性能運算平臺需針對車輛內(nèi)部各個電子控制單元ECU（Electronic Control Unit）進(jìn)行整合管理與運算處理；因應(yīng)不同ECU數(shù)據(jù)流量與低延遲需求，Automotive HPC也需要搭配符合PCIe標(biāo)準(zhǔn)與AEC-Q100認(rèn)證的PCIe封包切換器，藉此實現(xiàn)與各端點之間的高速整合、溝通與傳輸。

以「高頻毫米波雷達(dá)應(yīng)用」為例，各雷達(dá)感測數(shù)據(jù)將經(jīng)由ECU再集中到Automotive HPC的實時圖像處理單元。因此這類高流量實時圖像處理需要搭配高速、低延遲、高可靠度且同步實時性良好的傳輸接口，例如傳輸速度可達(dá)10Gbps的Automotive Ethernet MultiGBASE-T1：

與PC主板概念類似；Automotive HPC是透過PCIe信道搭配CPU、內(nèi)存、I/O接口進(jìn)行平臺式的架構(gòu)整合，如此才能整合控制車內(nèi)各個ECU的溝通與運算。

各種不同類型的高速實時運算與應(yīng)用：

? 傳感器環(huán)境信息實時判讀

? 智能座艙／用戶體驗相關(guān)數(shù)據(jù)運算

? 車輛控制／云端、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)相關(guān)溝通與運算

? 自駕功能的實時高速運算

? 車輛安全與傳感運動之高速運算／集中處理

從上述介紹中我們不難發(fā)現(xiàn)，Automotive HPC在高頻高效能運算電子組件、高速傳輸接口以及復(fù)雜運算處理、資源分配的特性，再搭配上各種車輛的復(fù)雜應(yīng)用情境條件，都再再證明了Automotive HPC對整個平臺的訊號傳輸實時處理、系統(tǒng)穩(wěn)定度、耐久度、兼容性與安全性的要求上有多嚴(yán)苛。

圖片：在瞬息萬變的行車過程中，任何HPC的潛在問題都有可能影響車輛操控、導(dǎo)致重大車禍發(fā)生，不可不慎。

智能汽車應(yīng)用生態(tài)的潛在風(fēng)險與危機(jī)，及開發(fā)上的挑戰(zhàn)

開發(fā)者對Automotive HPC應(yīng)用生態(tài)的熟悉度，可能力有未逮

大多數(shù)車廠或Tier1開發(fā)者缺乏PC領(lǐng)域/組件的相關(guān)開發(fā)經(jīng)驗及專業(yè)，對于Automotive HPC這種高度整合、高效能的平臺方案不見得熟悉。

例如2021年Tesla就曾因閃存使用耐久度/壽命問題導(dǎo)致召回事件。

而造成此問題的原因便是車廠開發(fā)人員對PC相關(guān)組件規(guī)格與設(shè)計方案不夠熟悉：

https://www.eenewseurope.com/en/flash-memory-failure-leads-to-tesla-recall/

圖片出處：eeNews Europe

開發(fā)者對Automotive HPC用戶情境的事前評估與規(guī)劃，可能有所不足

舉例來說，在實際的應(yīng)用情境 (User Scenario)條件下，當(dāng)車輛環(huán)境溫度變化較大，HPC組件就容易遭遇到高溫條件的考驗。CPU過熱而運行緩慢或重新啟動的狀況下，就可能導(dǎo)致車機(jī)中控屏幕無法顯示后視攝影機(jī)影像、換文件選擇、擋風(fēng)玻璃能見度控制設(shè)定以及警示燈，進(jìn)而增加事故風(fēng)險。

Tesla在2022年就曾因CPU過熱問題導(dǎo)致召回事件。

此問題肇因于「高溫條件」用戶情境仿真并未在開發(fā)階段被考慮：

https://electrek.co/2022/05/10/tesla-recalls-130000-vehicles-cpu-overheating-fix-software-update/

圖片出處：Electrek

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隱藏在其它應(yīng)用情境（User Scenario）背后的潛在危機(jī)

• 無線訊號質(zhì)量差或延遲，導(dǎo)致車主無法實時接收路況信息
• 傳輸錯誤率過高或噪聲影響，導(dǎo)致車輛功能錯誤、無法正常運作
• 智能座艙功能錯誤或反饋過慢需反復(fù)操作，導(dǎo)致駕駛難以專注路況
• 高溫環(huán)境、震動或耐久度差，導(dǎo)致車輛系統(tǒng)容易發(fā)生故障現(xiàn)象
• 資安問題或黑客入侵，導(dǎo)致車輛運作失能，恐釀車禍危害人身安全
• 智能座艙與用戶手機(jī)、接口設(shè)備兼容性問題，導(dǎo)致相關(guān)功能無法正常運作

這些應(yīng)用風(fēng)險可能來自于開發(fā)階段的一些常見問題：

開發(fā)階段Automotive HPC搭配高頻傳輸接口時的常見問題

• 阻抗不匹配
• 時間延遲
• 噪聲過多
• 衰減過大
• 誤碼率過高
• 訊號強(qiáng)度不足/異常
• 格式不正確

而之所以會導(dǎo)致這些問題發(fā)生，主要可能是開發(fā)人員遇到了一些難以跨越的挑戰(zhàn)與瓶頸：

大多數(shù)車廠或Tier1開發(fā)者可能會遭遇到的技術(shù)門檻

• 缺乏高速高頻測試經(jīng)驗
• 儀器設(shè)備的資源有限
• 驗證環(huán)境的不易架設(shè)
• 新技術(shù)的導(dǎo)入能力有限
• 測試規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)未能實時更新
• 用戶情境仿真或測試手法的設(shè)計難度較高
• 欠缺專業(yè)驗證人員的顧問咨詢，以及測試驗證的實務(wù)經(jīng)驗

Faster, Easier, Better！百佳泰Automotive HPC顧問驗證方案

針對上述這些潛在危機(jī)、常見問題以及開發(fā)人員可能會遭遇到的難處，百佳泰都可提供相對應(yīng)的環(huán)境設(shè)備儀器與顧問驗證方案，協(xié)助開發(fā)人員搭配Automotive HPC各項標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格與開發(fā)需求進(jìn)行高頻量測或自動化治具導(dǎo)入。

像Automotive HPC這樣高頻高速、且高度集成的復(fù)雜平臺方案，前期產(chǎn)品規(guī)劃階段的重要性攸關(guān)最終成敗不言而喻，例如組件選用、布線安排、規(guī)格數(shù)據(jù)或是功能設(shè)計規(guī)劃，都極有可能會大幅影響到「開發(fā)階段成本投入」與「產(chǎn)品開發(fā)期程的時間控管」。即便產(chǎn)品規(guī)劃階段不需要實際投入大量的測試時數(shù)，卻反而更需要與車廠或Tier1之間緊密合作、溝通討論以及前期評估，這是百佳泰長期來協(xié)助不同客戶伙伴的合作重點，也是我們一路走來的核心要求。

透過事前規(guī)劃、專業(yè)儀器設(shè)備、治具與多年產(chǎn)品質(zhì)量改善經(jīng)驗，百佳泰可提供Automotive HPC開發(fā)階段相關(guān)規(guī)格的整合顧問咨詢、策略研擬及討論，與客戶一同為產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，提供你更快、更有效及更完善的解決方案。

Faster：協(xié)助客戶進(jìn)一步加快產(chǎn)品檢測周期

高頻治具設(shè)計與測試服務(wù)

百佳泰研發(fā)團(tuán)隊根據(jù)市場不同的Form Factor 研究開發(fā)出相互對應(yīng)的高頻測試模塊，可滿足不同系統(tǒng) Host 端的 Tx/Rx Electrical Signals測試需求。

百佳泰 測試治具

→?PCIe CLB Test Fixture

→?DR/LPDDR Interposer

各式高頻高速量測儀器、主流設(shè)備與完善測試環(huán)境

車內(nèi)線纜會繞過座椅、車門、車輪、甚至汽車引擎等各種零組件，在這樣的復(fù)雜環(huán)境中，開發(fā)階段需考慮整個系統(tǒng)環(huán)境的相互干擾。因此，百佳泰能針對不同的環(huán)境狀況（如高溫、濕度大、物理壓力、多信號干擾等）提供客制化顧問驗證方案，搭配各類儀器進(jìn)行量測，以確保車載線纜在復(fù)雜環(huán)境下仍能正常運作。

車載高速傳輸接口測試

• Scope: Keysight 33G, Tektronic 25G, R&S
• BERT: Keysight 32G, Tektronic 20G, Anrizu 32G
• Network analyzer : Keysight 20G, Anrizu 20G
• USB-PD: LeCroy, MQP, Ellisys, GRL, Chroma
• IOP: Vector
• Authorized by Intel, Apple, Microsoft, USB, HDMI, Wifi, ETC

溫濕度箱，震動搖晃設(shè)備, 各式RF Chamber, 暗房, 無響室

Easier：協(xié)助客戶以更便捷的方式提升產(chǎn)品效能

產(chǎn)品評測驗證與服務(wù)

→?ART車機(jī)測試智慧平臺解決方案

可針對「Automotive HPC平臺／智能座艙功能」進(jìn)行System Level整合驗證測試；此平臺可進(jìn)行靈活客制化驗證方案設(shè)計，非常適合對應(yīng)、智能座艙內(nèi)部各種多樣化User Scenario Simulation功能需求。

→?Automotive HPC平臺傳輸高速接口測試

→?Automotive HPC平臺關(guān)鍵組件測試

→?車機(jī)有線傳輸接口測試與顧問

→?車機(jī)無線測試與顧問

→?車用智能語音助理驗證

→?用戶情境仿真與功能整合性測試

→?產(chǎn)品軟/硬件版本更新回歸驗證

→?HIL(Hardware in the loop)硬件在環(huán)仿真AI測試

→?HALT(Highly Accelerated Life Testing)高加速產(chǎn)品壽命驗證

HALT可針對「Automotive HPC平臺／智能座艙功能」進(jìn)行各種實車環(huán)境的用戶情境條件仿真測試（如震動、高低溫、Combine Cycle 組合測試…）

Better：致力于提供客戶更加完善的服務(wù)質(zhì)量

?顧問咨詢、策略討論服務(wù)

• 法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)咨詢及教育訓(xùn)練
• 模塊及零件供貨商評估
• Automotive HPC技術(shù)規(guī)格設(shè)計重點評估、顧問咨詢
• Automotive HPC軟硬件整合評估、顧問咨詢
• 前期階段Sample Test，依測試結(jié)果提供修改建議、顧問咨詢與改善策
• 各類型測試方案規(guī)劃、策略討論
• 產(chǎn)品驗證與問題分析
• 市場客訴問題厘清、修正建議

做為各大認(rèn)證和規(guī)范的技術(shù)先驅(qū)，百佳泰同時也與各協(xié)會保持密切關(guān)系，可為車用領(lǐng)域客戶從設(shè)計層、物理層、應(yīng)用層360度提供專業(yè)指導(dǎo)與測試，我們持續(xù)不斷與Mercedes-Benz、BMW、VOLVO、Audi、Toyota、FORD、NISSAN與Mazda等國際知名品牌大廠進(jìn)行多項合作，且已發(fā)展出多項車用相關(guān)專業(yè)技術(shù)，為您帶來最新技術(shù)的協(xié)議變革與方向！百佳泰誠摯邀請您一同在汽車的領(lǐng)域持續(xù)前進(jìn)！

若您對于車用生態(tài)圈有任何測試、驗證或是顧問咨詢服務(wù)有相關(guān)進(jìn)一步需求，歡迎瀏覽以下服務(wù)，或是透過在線窗口與我們聯(lián)系，百佳泰服務(wù)團(tuán)隊將誠摯為您服務(wù)！

百佳泰 汽車中控車機(jī)品保制定相關(guān)服務(wù) ??

百佳泰 汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)顧問整合服務(wù)