如何在不影响车辆行驶里程的情况下实现未来汽车的特性呢？

购买新能源汽车（简称EV）的人数正在呈现爆炸式增长。据估计到2030年道路上的新能源汽车数量将达到1000万辆，到2040年这个数字将达到3600万。随着政府制定碳排放目标以及越来越多的消费者意识到新能源汽车在使用成本和环境保护方面的好处，汽车行业正处于一个转折点。

这一变化发生的同时高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶功能也正随之而来。 随着LV3和LV4自动驾驶技术越来越普及，驾驶员可以将注意力从道路上转移开，不用过分操心驾驶。人们对传感器的需求正在不断的增长，这些传感器将被集成到车辆上从而替代司机的眼睛。越来越多的摄像头、外部激光雷达（LIDAR）甚至内部传感器来监控驾驶员的安全和注意力，这对未来的驾驶无疑是件好事，但是有一点是非常具有挑战性的：电力的消耗。

传感器消耗的每一瓦特的功率都会影响车辆的行驶里程，那么汽车制造商如何在不影响车辆行驶里程的情况下实现未来汽车的特性呢？

从新能源汽车的设计来考虑

一个简单的方法是提高系统本身的效率。通过开发能够能够采集数据的低功率的传感器我们可以立刻节省功耗，但是所有采集到的数据都需要传输到某个处理器进行处理，数据越多芯片处理的功耗就越大。自动驾驶的高级概念车和先进的ADAS系统依赖于PC级别的水冷GPU解决方案，以处理这些密集和复杂的计算。但是当电池的容量有限时，350W功耗的GPU就显得捉襟见肘了。

解决这个问题的最好办法之一就是从头开始设计，考虑将汽车作为一个平台。与其采用多种模块设计不如使用更高密度的芯片来实现更高效的计算，同时减少车内芯片的数量。采用定制的设计就可以从底层开始实现功能安全设计。例如最近为汽车设计的Imagination XS系列GPU就符合ISO 26262标准。这意味着单个GPU可以在内部立即进行故障检测。与其他解决方案相比汽车制造商对芯片的需求减少了50%。

从宏观到微观，把小的收益放大

在我们主要的ADAS GPU产品中，我们有定制设计的、高密度的、功能安全的芯片，但我们还能怎样降低功率让驾驶员在不关闭所有设备的情况下行驶更多的里程呢？ 在任何现代汽车中都集成了数百个电子控制单元（ECU），分布在汽车的各个模块中。这些单元可以控制和监控高端ADAS功能，甚至可以控制汽车的电动后视镜。

每个微控制器都需要控制自己的功能在整个汽车系统里面的功率预算，一两个微控制器可能产生的影响，但整体上来看功率数则非常大。降低汽车中ECU的数量也是功能安全考虑的一方面，每个核需要管理一个单独的应用或功能来确保没有信息交叉以及整个系统的功能安全，IP供应商正在研究如何以聚焦安全的方式来挑战传统的做法。

降低功耗的一种方法是将不同ECU控制的功能变成一个多核的ECU处理单元，通过将多种功能合并，无论是定位，还是其他场景应用，我们都可以降低对独立ECU的需求以及由此产生的功率消耗。硬件虚拟化是一种方案选择，它允许GPU执行多个工作负载，例如仪表盘、后视摄像头、信息娱乐控制中心都有一个芯片来负责处理。在一个GPU上将这些功能隔离开来，多个操作系统和功能就可以同时独立运行，通过满足功能安全标准比如ISO 26262对每个核的故障进行自检，我们很容易看到ECU的数量大幅减少。

保持向前发展

新能源汽车并没有广泛的使用，而且这个行业也还没有形成一个更加安全的自动驾驶标准。从ADAS到门锁，每一瓦特的功率都至关重要，将新能源汽车与自动驾驶技术紧密结合在一起的关键就是IP供应商以及芯片厂商，他们将继续为汽车开发支持各种功能特性并实现低功耗提供解决方案。

英文链接：https://www.newelectronics.co.uk/electronics-blogs/why-is-efficiency-critical-in-electric-vehicles/231082/

编辑：jq