Aquantia与NVIDIA合作,解决自动驾驶中的数据带宽问题

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在自动驾驶领域,数据传输带宽是一个很少有人了解的问题。对于自动驾驶来说,通常有两种数据传输方式:一是传输原始图像和传感器数据,这样可以实现超低的延迟,但对带宽要求很高;或是使用编码工具和DSP来处理数据,但传输延迟会变大。当我们进入第四级(接近自动的)和第5级(完全自动的)车辆系统的开发时,处于对行车安全和响应时间的考虑,必须使用低延迟的方案,这意味着要产生很大的数据传输量。

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摄像头捕获的原始视频数据量很大:一个1080p60的视频,每个通道有8位颜色,需要带宽为0.373GB/s,也就是每台相机2.99Gbps。而现在汽车上通常有4到8个摄像头,再加上要预留足够的冗余,千兆带宽根本无法满足数据传输需求。

英伟达和Aquantia在今天宣布合作,这意味着Aquantia的网络控制器和PHYs将被用于英伟达的DrivePX Xavier平台,以及随后的Pegasus平台。而Aquantia的新汽车产品AQcelerate,也将由3个芯片组成,以满足汽车联网需求。

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对于这三种新芯片,一个是PHY,一个是PCIe网络控制器,第三个是两者的结合体。它可以使用标准的相机输入(2500BASE-X, USXGMII和XFI),并根据需要通过多千兆以太网发送数据。该控制器可将标准XFI 10gb的SerDes数据直接输出到PCIe,而组合芯片作为常规的MACPHY组合,将以太网数据转换为PCIe。这三种芯片都是基于28nm工艺制造的,并符合AEC-Q100行业标准。

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正如Aquantia所说的那样,使用多千兆以太网可以支持一对双绞线2.5Gbps、两对5Gbps的传输速度,最多可支持到4对双绞线10Gbps。目前的汽车网络系统是基于单对100/1000Mbit技术,这对于英伟达第四级和第五级自动驾驶所需的高带宽、低延迟需求是不够的。

这些芯片是在Aquantia公司与英伟达合作之前设计的,但鉴于Aquantia目前在多千兆以太网领域领先于竞争对手,其他热衷于汽车技术的公司也可以使用Aquantia。英特尔、高通和Realtek都认为,如果你需要发送原始数据,Aquantia在多千兆以太网是目前惟一的选择。Aquantia表示,NVIDIA的Gary Shapiro在去年年中为他们录制了宣传材料,不过由于Xavier发布于2016年,所以Aquantia和NVIDIA很可能在之前就已经进行了技术合作。

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如果所有传感器都有16GB/s的传输速度,内部交换机和SoC也必须有与之匹配的处理速度。在CES上,NVIDIA提供了一个Xavier SoC的基本框图,包括一些关于定制的ARM内核,GPU,DSP以及一些关于网络的细节。

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这张幻灯片显示,这颗芯片集成了1Gbps和10Gbps接口,总共支持109Gbps的全网络带宽。在视频处理器上,它支持18亿像素/秒的解码,这意味着可以支撑十几个1080p60规格的摄像头以8bit色采集画面(1080p60 = 124MPixel/s),或者是4K摄像头和其他传感器的组合。而Xavier的ISP也能够达到15亿像素/秒的处理速度。

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来自Aquantia的模型实例展示了未来第四级和第五级自动驾驶的设计布局,其中包含10个RADAR/LIDAR/SONAR传感器,8个摄像头,以及总共18个PHY,两个控制器和三个开关。考虑到这些系统有一定的冗余度(摄像机和传感器应该连接两个至少两个交换机,如果一个CPU发生故障而另一个可以接管等)。最后一个问题便是功耗,不过Aquantia并没有透露具体信息,有待英伟达在未来公布。

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责任编辑:子夜梦的死寂
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