Dưới một trong bốn người xem sức mạnh và hiệu suất là cân nhắc chính của họ khi mua một chiếc xe hiện đại , so với hơn một phần ba người quyết định là sự thoải mái và trải nghiệm người dùng trong xe. Thực tế này là điều mà các nhà sản xuất ô tô đang nhanh chóng đối mặt - chiến trường mới về sự xuất sắc của ô tô đã len lỏi từ dưới nắp ca-pô vào buồng lái.

Nhiều nhà sản xuất đã kinh doanh trong nhiều thập kỷ, nếu không muốn nói là hàng thế kỷ. Trong thời gian đó, họ đã trở thành những chuyên gia về phần cứng, từ hệ thống truyền động đến khung gầm và từ BHP đến RPM. Nhưng trong các phương tiện hiện đại và tương lai, phần cứng là không đủ nếu không có giao diện người dùng tuyệt đẹp, hiệu quả.

Silicon — Khả năng thúc đẩy động cơ mới

Máy tính đã trở thành nền tảng cho các phương tiện ô tô trong tất cả các khía cạnh hoạt động của chúng. Rất nhiều lời bàn tán xoay quanh các hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS) và lái xe tự động (AD), nhưng mọi thứ — từ quản lý động cơ và kiểm soát khí thải đến khí hậu và giao diện người máy (HMI) — đều được cung cấp bởi các đơn vị xử lý đồ họa đa năng ( GPGPU) học điện tử cơ bản​

Với sự phụ thuộc ngày càng nhiều vào GPU, việc cố gắng điều chỉnh các giải pháp chung chung là không đủ; những nơi này thường có không gian không thực tế và yêu cầu về nhiệt ăn vào không gian sử dụng và sự thoải mái. Với cuộc hành quân rầm rộ hướng tới điện khí hóa, một trong những vấn đề lớn nhất của họ là yêu cầu năng lượng kém hiệu quả có thể ảnh hưởng lớn đến phạm vi của các loại xe điện (EV) trong tương lai.

Ngoài những lý do hậu cần hơn này để có GPU tập trung vào ô tô, đó là vấn đề về an toàn chức năng. Nếu bảng điều khiển trò chơi hoặc GPU của TV bị hỏng, không ai bị thương. Tuy nhiên, trong không gian tự trị, những vấn đề này có thể gây tử vong. Các tiêu chuẩn công nghiệp như ISO 26262 và nhiều cấp độ an toàn ASIL cần được tích hợp và chứng nhận ngay từ đầu, chẳng hạn như trong loạt GPU ô tô BXS của Imagination Technologies .

Mọi người vì một người, một người vì mọi người

Nếu GPU vững chắc là trái tim của hệ thống, thì hệ điều hành là mạch máu của dữ liệu di chuyển xung quanh xe. Ngành công nghiệp ô tô đã đạt được những bước tiến lớn trong việc phát triển một hệ điều hành được áp dụng rộng rãi. Kể từ năm 2003, các nhà sản xuất ô tô lớn nhất thế giới đã nghiên cứu về Kiến trúc Hệ thống Mở Ô tô (AUTOSAR).

Bằng cách tiêu chuẩn hóa phần lớn hệ điều hành, các nhà sản xuất đã làm rất tốt việc cho phép sự đổi mới phát triển mạnh mẽ. Khi các nhà thiết kế tính năng không cần phải xây dựng từ đầu, điều này có thể loại bỏ thời gian cần thiết để đạt được động lực và chiến đấu vượt qua cơn đau đầu về khả năng tương tác.

Nó cũng cung cấp một mạng lưới an toàn tuyệt vời cho các nhà phát triển. Họ biết rằng với việc sử dụng bus chức năng ảo (VFB), ứng dụng hoặc chức năng của họ sẽ có thể kết nối liền mạch với phần còn lại của hệ thống ngay cả khi nó sử dụng môi trường thời gian chạy duy nhất (RTE).

Chạy nhiều RTE sử dụng VFB cho phép một điểm giao diện trung tâm, nghĩa là các hệ thống này có thể giao tiếp với nhau. Để có thể nhận các đầu vào dữ liệu này, xử lý và chuyển chúng qua hàng trăm đơn vị điều khiển điện tử (ECU) trong một chiếc xe hiện đại đòi hỏi nhiều máy tính đồng thời. Trên hết, VFB sẽ không phải là ứng dụng luồng dữ liệu cao duy nhất mà GPU cần xử lý. Nó cũng có thể đồng thời duy trì hệ điều hành HMI (OS) và đảm bảo rằng các chức năng đồ họa quan trọng về an toàn đang được thực hiện.

Cách tốt nhất để giữ cho tất cả điều này hoạt động một cách an toàn và trơn tru là một GPU nhiều lõi. Với nhiều lõi hơn trong một hệ thống, nhiều dữ liệu hơn có thể được xử lý đồng thời để giảm thiểu độ trễ. Nó cũng cho phép các cách độc đáo để phân đoạn và xử lý dữ liệu quan trọng nhất.

Một GPU có nhiều lõi và tính linh hoạt được tích hợp ngay từ khi mới thành lập có thể sử dụng ảo hóa phần cứng để cho phép nhiều hệ điều hành và ứng dụng hoạt động trong các silo khi được yêu cầu trên các lõi riêng biệt. Điều này có nghĩa là nếu một lỗi thoáng qua nằm trong một khu vực khác của GPU, các hệ thống quan trọng về an toàn vẫn hoạt động.

Các hệ điều hành như AUTOSAR đã giúp cắt giảm chi phí phát triển cho các hệ thống phần mềm trên xe hơi, nhưng việc tiết kiệm vẫn chưa đi vào lợi nhuận. Dự đoán sẽ tăng trưởng hàng năm 20% một năm từ nay đến năm 2030 trên ADAS và phát triển thông tin giải trí , có nghĩa là việc thể hiện một môi trường hình ảnh sống động, phong phú trong buồng lái chưa bao giờ quan trọng hơn.

Anh đào trên bánh

Nhiều khách hàng đã chuyển từ việc quan tâm đến inch của viền sang inch của màn hình, nhưng chỉ riêng kích thước sẽ không phải là yếu tố khác biệt. Sự gia tăng của màn hình 4K và nội dung dải động cao (HDR) có ý nghĩa quan trọng trong bốn đến năm năm qua. Nó đã tiến từ TV cao cấp sang thị trường đại chúng và điện thoại di động. Người tiêu dùng cũng bắt đầu mong đợi mức độ trung thực này trên xe của họ.

Với tất cả các pixel bổ sung đó, yêu cầu tính toán của GPU sẽ mở rộng theo cấp số nhân. Nó cũng sẽ không chỉ là màn hình hiển thị thông tin thụ động — nhiều màn hình này sẽ là giao diện hỗ trợ cảm ứng cần phải chính xác và nhạy. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi độ trễ đầu vào tăng lên, thì độ chính xác của một tác vụ đã thực hiện trên màn hình cũng vậy.

Đây không chỉ là một sự bất tiện có thể làm ảnh hưởng đến trải nghiệm của người dùng mà còn gây ra rủi ro về an toàn khi sự mất tập trung và thất vọng do độ trễ đầu vào có thể khiến tiêu điểm bị thu hút khỏi đường đi. Một yếu tố quan trọng khác về mặt an toàn của màn hình buồng lái là mặt số và cụm đồng hồ. Nơi mà trước đây đây là những cụm cơ khí đắt tiền, khó chế tạo, thì giờ đây chúng đang ngày càng trở thành kỹ thuật số hoàn chỉnh. Những thứ như tốc độ hiện tại, chỉ báo bánh răng và đèn báo nguy hiểm phải được hiển thị chính xác và không thể chấp nhận độ trễ đầu vào.

Để giữ cho mọi thứ hoạt động trơn tru và an toàn, ngày càng có nhiều trường phái suy nghĩ liên quan đến các GPU riêng biệt để cung cấp năng lượng cho các mặt số và phân cụm độc lập với các hệ thống khác, hoặc thậm chí có các giải pháp kết hợp với đèn cảnh báo vật lý đằng sau một bảng điều khiển kỹ thuật số khác.

Những điều này có thể bị hạn chế từ quan điểm thiết kế và chi phí, yêu cầu nhiều GPU hơn hoặc hạn chế cách các mặt số có thể được hiển thị bởi giao diện người dùng (UI). Một cách khác là bảo vệ vùng xếp (TRP), một công nghệ có trong GPU BXS . Nó có thể phân đoạn và đánh dấu các khu vực trên màn hình là quan trọng về an toàn để chúng sẽ được ưu tiên hiển thị bất kể điều kiện hệ thống nào và do đó duy trì thông tin cập nhật.

Để thực hiện lần thứ hai của toàn bộ kết xuất màn hình có thể rất tốn kém về tốc độ khung hình và độ trễ, điều này không thể chấp nhận được. TRP chia nhỏ màn hình thành một loạt các ô và sau đó chỉ định các ô trên màn hình là yếu tố an toàn quan trọng dựa trên nội dung của chúng (Hình 1) .

What it does

How I built it

Challenges I ran into

Accomplishments that I'm proud of

What I learned

What's next for Các lớp của một hệ thống ô tô

Built With

Share this project:

Updates