【应用】瑞萨R-Car H3 SoC和RH850/P1H-C MCU HAD解决方案套件，助力汽车自动驾驶技术开发

时间： 2018-04-29 来源：RENESAS

高级驾驶辅助系统（ADAS）的最终目的是提高驾驶员的舒适性和安全性，而自动驾驶（AD）则被公认为可以让驾驶员从繁琐的驾驶任务中解放出来，并大幅度降低由人为失误造成的死亡和受伤风险。采用AD的车辆，可以在某些情况下采取自动驾驶，并在驾驶员需要的时候让驾驶员手动驾驶。同时，能够遵守所有交通法规，遵守速度限制，在高速公路超车后返回车道，并且不会影响到其他车辆。

为了实现汽车AD功能，需要使用到多种传感器，如摄像机、雷达、激光雷达（使用激光进行测量）以及汽车车身周围的超声波传感器。利用传感器提供的数据，电子控制单元（ECU）采用算法分析出道路和环境状况，从而做出决定。此外，还会获取来自汽车现有传感器的数据（如汽车速度、倾斜度以及当前转向角度），以及来自汽车外部的额外数据（如GPS信息和地图）。

美国汽车工程师学会（SAE International）已经建立了几种等级（Lv0~Lv5）的自动驾驶。无论道路环境如何（高速公路或者密集的城市），从驾驶员独自控制车辆到全自动驾驶系统，控制着汽车动态驾驶的各个方面。

目前，部署在车辆中的是Lv2等级，一些原始设备制造商即将推出Lv3（2018-20）。Lv3等级是指汽车在受控的条件下由电子器件和算法驱动。如果系统反应不正确，则需要驾驶员监督这些功能，并在10s内做出快速反应。对于Lv4，则不需要驾驶员监督，驾驶员可以做其他事情，设备制造商已经公布将从2021年起陆续推出Lv4。

如图1所示，从ADAS到AD，展示了如何将现有的Lv1功能组合起来创建Lv2功能，并给出Lv3、Lv4以及Lv5自动驾驶功能的抽象路线图。

图1 汽车自动驾驶等级示意图

如图2所示，为了设计汽车高级驾驶辅助系统，OEM需要为汽车配备越来越多的传感器，如摄像头、雷达以及连接到自动驾驶ECU的地图。通过传感器数据、自由空间检测以及状态评估，进而将要执行的操作和命令发送给执行器。

图2 汽车自动驾驶体系结构

RENESAS的解决方案

Renesas（瑞萨）公司推出了R-Car SoC和RH850 MCU，为Lv3和Lv4系统做出贡献的同时，也致力于解决下一代功能所需的技术。Renesas提供的模块化解决方案可以把高度复杂的设置集成到自动驾驶车辆系统中，并且可跨越不同的车辆进行扩展，始终满足高性能、低功耗以及安全性等方面的需求。

R-Car H3 SoC提供了一个可扩展、可重复使用的平台，可以在一台设备上重新开发软件，以扩展性能，降低功耗。有助于管理Tier1s的多个ECU的要求，如根据OEM要求定制其平台。此外，采用台积电尖端16nm finFET工艺，除了功耗性能之外，由于更高的时钟速度，此硅工艺提供了更高的性能。

基于最新的Arm-v8A处理器架构（Arm®Cortex-A57/Cortex-A53），是一种高性能的64位架构，配有针对浮点、SIMD甚至安全处理的专门指令。因此，R-Car H3 SoC拥有大约40000指令/秒（DMIPS）的卓越性能。此外，这些ARM处理器配有用于计算视觉的硬件加速器。例如支持机器学习和其他人工智能算法的IMP-X5图像识别引擎。

图3 计算视觉示意图

同时，提供了协处理器（如GPU），可根据应用需求，在性能和易用性之间取得最佳平衡。此外，R-Car H3还具有高级安全措施，如特定的非易失性存储器和存储密钥（确保汽车启动时得到了正确授权），以及生命周期管理和安全通信。这些安全功能对用户信任自动驾驶汽车至关重要，并可确保黑客无法入侵，保证人身安全。值得一提的是，R-Car H3的设计符合ISO26262标准，以满足ASIL B在诸如传感器融合等苛刻应用中的安全要求。

然而，Renesas的产品组合不仅限于汽车安全型SoC，还涵盖了必需的高等级的安全控制，RH850/P1H-C控制器能够向AD应用中的执行器发出ASIL D命令。基于Renesas的RH850架构，可提供高达1344DMIPS的性能，并通过集成专用HSM（高安全模块）提供广泛的安全支持。

R-Car Starter Kit Premier旨在加速基于R-Car H3的开发。它提供了OpenCL和OpenGL ES 3.1支持，以便软件开发人员可以轻松地将其算法在PC上转换为嵌入式平台。其中，有两款已经和RH850/P1H-C专用汽车MCU已合并成HAD解决方案套件。能够为AD ECU开发人员提供反映其最终ECU中的性能、芯片组以及接口的平台。不仅可以使用此套件来测试算法并开发新功能，而且可以在测试车中更容易地测试它们，不需要在后备箱中塞满测试所需的PC。

图4 基于HAD的解决方案套件

高度自动驾驶平台（HADP）集成了完整的汽车设计，考虑到可靠性、散热、集成度要求以及ASIL D的安全理念， ECU的集成过程与基于时间触发架构的中间件技术相结合。Renesas的基于HAD的解决方案套件可与摄像头、雷达、激光雷达、车辆与车辆以及车辆与基础设施之间的通信，实现了自动驾驶功能。

关于RH850/P1H-C和R-Car H3的更多产品信息，请参考世强官网提供的数据手册：

https://www.sekorm.com/doc/51416.html

https://www.sekorm.com/doc/63579.html

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如果天空不死 Lv7. 资深专家 2018-05-23

学习了
用户_9853 Lv4 2018-05-14

好文学习了

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