智能網(wǎng)聯(lián)汽車計算機基礎(chǔ) 課件 項目一任務(wù)2：汽車計算機的發(fā)展趨勢

車載計算機及應(yīng)用汽車計算機基礎(chǔ)一、課程導(dǎo)入車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)博世表示，自2020年夏天宣布成立智能駕駛與控制事業(yè)部（Cross-DomainComputingSolutionsdivision）以匯集軟件、硬件和電子產(chǎn)品方面的專業(yè)知識后，該公司已收到價值25億歐元（合30億美元）的車載計算機訂單。思考討論題（2分鐘）一、課程導(dǎo)入博世，全球第一大汽車供應(yīng)商；大陸，全球第四大汽車供應(yīng)商。兩家公司為汽車業(yè)務(wù)提供的廣泛的產(chǎn)品組合，每年能夠產(chǎn)生數(shù)百億美元的銷售額。現(xiàn)在，兩家公司的競爭正轉(zhuǎn)向車載電腦領(lǐng)域，車載電腦未來有可能控制汽車內(nèi)所有以電子和軟件為中心的功能，那么，車載電腦為何物？又為何成為了各大汽車零部件供應(yīng)商的競爭之地？計算機系統(tǒng)概述計算機的過去與未來計算機體系結(jié)構(gòu)課程導(dǎo)入總結(jié)2.1車載計算機概念二、車載計算機概述車載計算機，也叫車載電腦，是專門針對汽車特殊運行環(huán)境及電器電路特點開發(fā)的具有抗高溫、抗塵、抗震功能并能與汽車電子電路相融合的專用汽車信息化產(chǎn)品，一種高度集成化的車用多媒體娛樂信息中心。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.2車載計算機特點二、車載計算機概述真正的車載電腦CarPC是集計算機多媒體技術(shù)、移動通訊技術(shù)、GPS技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)于一體，面向汽車行業(yè)，功能強、體積小、可靠性高的移動電腦系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)概述計算機的過去與未來計算機體系結(jié)構(gòu)課程導(dǎo)入總結(jié)兼容性強集成度高結(jié)構(gòu)靈活便于剪裁升級結(jié)構(gòu)緊湊性能完備工作可靠運行穩(wěn)定使用安全操作簡便2.3車載計算機功能二、車載計算機概述車載計算機能實現(xiàn)所有家用電腦功能，支持車內(nèi)上網(wǎng)、影音娛樂、衛(wèi)星定位、語音導(dǎo)航、游戲、電話等功能，同時也能實現(xiàn)可視倒車，故障檢測等特定功能。其主要功能包括車載全能多媒體娛樂，GPS衛(wèi)星導(dǎo)航，對汽車信息和故障專業(yè)診斷，移動性的辦公與行業(yè)應(yīng)用。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.3車載計算機的功能二、車載計算機概述（1）車內(nèi)上網(wǎng)車載電腦上網(wǎng)方式：無線Wifi上網(wǎng)、無線藍牙上網(wǎng)、通過Modem無線上網(wǎng)。隨著3G網(wǎng)絡(luò)的開通和無線上網(wǎng)費用.降低，汽車內(nèi)基于無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也將快速升溫。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.3車載計算機的功能二、車載計算機概述（2）車內(nèi)辦公個人電腦功能（WIN98操作平臺）、透過無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)電子郵件、視訊會議、資料傳輸。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.3車載計算機的功能二、車載計算機（3）GPS導(dǎo)航車載電腦有路線引導(dǎo)、語音方向引導(dǎo)、地圖資料搜尋和軌跡信息自動記錄等功能。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.3車載計算機的功能二、車載計算機概述（4）影音娛樂CD音樂欣賞、MP3、FM收音；VCD電影欣賞、電視節(jié)目；卡拉OK娛樂；游戲軟件。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.3車載計算機的功能二、車載計算機概述（5）移動通信采用GPRS/CDMA無線通信、VOIP網(wǎng)絡(luò)電話、網(wǎng)絡(luò)即時通信工具(PC-PC)、PC-Phone、電子郵件等多種通信模式，使溝通便捷高效。車載免提與無線藍牙耳機無縫切換。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.3車載計算機的功能二、車載計算機概述（7）行駛信息記錄車載電腦具有最佳行車路徑計算、軌跡記錄和回放等功能，包括航際及攝像頭記錄的信息?？蔀榻煌ㄊ鹿屎蠓智甯鞣截?zé)任提供依據(jù)。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.3車載計算機的功能二、車載計算機概述（8）倒車后視只需輕撥倒擋，車后超廣角全彩畫面就會自動顯示，再加上夜視功能和參考線,即使在夜間新手也可以專業(yè)水準進行倒車。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.3車載計算機的功能二、車載計算機概述（9）汽車故障檢測一根USB的VAG線輕松實現(xiàn)車載電腦和ECU的連接通信，可以掃描汽車的故障代碼。可第一時間了解愛車的健康狀況，同時可以把車內(nèi)的表盤信息通過顯示屏上的模擬表盤顯示出來。車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)2.4車載計算機的產(chǎn)生和發(fā)展歷程二、車載計算機概述90年代初1998Microsoft1999

美國通用汽車智能交通系統(tǒng)、智能車輛技術(shù)、基于PC平臺的汽車信息化AutoPC網(wǎng)絡(luò)汽車、智能化汽車、IT化汽車2000-2003日本/豐田GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、DVD系統(tǒng)、“WindowsCE”操作系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

2006豐田發(fā)展趨勢車載電腦汽車E化車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)3.1車載電腦與行車電腦車載電腦系統(tǒng)并非行車電腦行車電腦：負責(zé)車輛與發(fā)動機狀況的監(jiān)管、通過汽車上一系列傳感器采集汽車的相關(guān)信息，運算這些數(shù)據(jù)來指揮控制如噴油器、點火控制器等等，從而管理汽車的行駛系統(tǒng)，它對車輛的行駛性能具有重要作用。車載電腦：在普通微型電腦的基礎(chǔ)上開發(fā)的汽車用電腦系統(tǒng)，應(yīng)用WINDOWS操作系統(tǒng)，把計算機、音響、導(dǎo)航、通訊及語音識別等功能集中為一個整體。三、傳統(tǒng)車載計算機行車電腦ECU車載電腦車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)3.2傳統(tǒng)車載電腦結(jié)構(gòu)（1）硬件主板、GPS模塊、GIS模塊、防震磁盤、擴充接口、液晶顯示器、音箱、天線接收裝置、黑匣子、故障監(jiān)測系統(tǒng)。三、傳統(tǒng)車載計算機傳統(tǒng)車載電腦系統(tǒng)主要構(gòu)造車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)3.2傳統(tǒng)車載電腦結(jié)構(gòu)（2）軟件操作系統(tǒng)：win9x、winxp、win2k中控軟件：RoadRunning，DigitalDash，MediaEngine，F(xiàn)rodoplayer，Carbox，CNSMaestro三、傳統(tǒng)車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)3.2傳統(tǒng)車載電腦類型（1）CarPC車內(nèi)固定（嵌入式）電腦一般采用2DIN的模式，嵌入在汽車儀表臺的下方，需要拆除汽車原有的車載音響系統(tǒng)，將電腦硬性地嵌入進汽車中，無法解決電腦的輸入輸出問題頭枕型車載電腦，采用嵌入座椅頭枕的形式，在不需要使用時，可以將它折疊起來，收藏于頭枕里面，當拉上拉鏈后，幾乎不露痕跡。三、傳統(tǒng)車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)3.2傳統(tǒng)車載電腦類型（2）CarBook車里的便攜電腦采用可分離的卡座式設(shè)計，平時可以很方便地固定在車的儀表臺上方，還可以取下拿在手里使用。安裝非常方便，用戶自己直接把CarBook放在儀表臺上就可以，也不需要破壞原車的音響系統(tǒng)。三、傳統(tǒng)車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機概念當今汽車上多達數(shù)以百計的ECU（電子控制單元），MCU（微控制處理器單元）及其上面運行著的大量的嵌入式軟件代碼，以及復(fù)雜的CAN、FlexRay等整車通訊網(wǎng)絡(luò)注定了汽車上的電子電氣架構(gòu)一直在朝著為智能化和體驗服務(wù)的方向在演化和迭代。隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化水平不斷深入，汽車電子底層硬件不再是由實現(xiàn)單一功能的單一芯片提供簡單的邏輯計算，而是需要提供更為強大的算力支持；軟件也不再是基于某一固定硬件開發(fā)，而是要具備可移植、可迭代和可拓展等特性。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機概念博世2017年在德國的一個汽車行業(yè)會議上分享了其在整車電子電氣架構(gòu)方面的戰(zhàn)略圖，整車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展被分為了6個階段：模塊化階段（一個功能一個ECU硬件），功能集成階段，中央域控制器階段，跨域融合階段，車載計算機階段，車載云計算階段。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機概念在“新四化”的背景下，汽車電子的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)鏈面臨重構(gòu)。計算基礎(chǔ)平臺是智能網(wǎng)聯(lián)汽車最重要的新增汽車零部件，無論是把智能汽車當成“四個輪子上的手機”，還是移動數(shù)據(jù)中心，它里面最重要的計算單元硬件及之上的軟件結(jié)合在一起稱為“計算基礎(chǔ)平臺”。隨著車輛功能智能化、車內(nèi)處理器中心化、整個平臺軟件化等結(jié)合在一起，使計算基礎(chǔ)平臺向上提供應(yīng)用開發(fā)，同時向外能夠帶動5G及大數(shù)據(jù)分析、云計算、信息安全等互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.2車載計算基礎(chǔ)平臺架構(gòu)車載智能計算基礎(chǔ)平臺主要包含自動駕駛操作系統(tǒng)和硬件架構(gòu)兩部分，結(jié)合車輛平臺和傳感器等外圍硬件，同時采用車內(nèi)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和新型高速網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)、高速CAN總線等），裝載運行自動駕駛操作系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和功能軟件，向上支撐應(yīng)用軟件開發(fā)。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.2車載計算基礎(chǔ)平臺架構(gòu)車載智能計算基礎(chǔ)平臺的四個層次具體如下。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.3車載計算基礎(chǔ)平臺硬件四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.4車載計算基礎(chǔ)平臺操作系統(tǒng)（1）系統(tǒng)軟件嵌入式實時內(nèi)核系統(tǒng)(RTOS)QNX,VxWorks,AGL,Nucleus等建立在微內(nèi)核和完全地址空間保護基礎(chǔ)之上，硬實時、穩(wěn)定、可靠、安全,滿足ASIL-D功能安全等級四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.4計算基礎(chǔ)平臺操作系統(tǒng)（1）系統(tǒng)軟件可移植操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（POSIX）能夠很好地適應(yīng)自動駕駛所需要的高性能計算和高帶寬通信等需求。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.4計算基礎(chǔ)平臺操作系統(tǒng)（1）系統(tǒng)軟件分布式系統(tǒng)數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS)基于Linux內(nèi)核的中間件環(huán)境，提供“節(jié)點"間數(shù)據(jù)傳遞服務(wù)為增強“節(jié)點”間數(shù)據(jù)的實時性、持續(xù)性和可靠性,ROS2的通訊系統(tǒng)基于分布式系統(tǒng)數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)設(shè)計四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.4計算基礎(chǔ)平臺操作系統(tǒng)（2）功能軟件四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機自動駕駛通用框架模塊網(wǎng)聯(lián)模塊云控模塊深度學(xué)習(xí)和視覺模塊傳感器模塊自動駕駛會產(chǎn)生安全和產(chǎn)品化共性需求；重點算法在不斷演進提供對外接口API和服務(wù)調(diào)用其他功能軟件模塊或提供服務(wù)。實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)通信、處理網(wǎng)聯(lián)數(shù)據(jù)的功能實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同規(guī)劃、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同控制等網(wǎng)聯(lián)自動駕駛功能為智能網(wǎng)聯(lián)汽車及其用戶、管理及服務(wù)機構(gòu)等提供車輛運行、基礎(chǔ)設(shè)施、交通環(huán)境等動態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)TensorRTTensorFlow

Caffe傳感數(shù)據(jù)融合基礎(chǔ)激光雷達、攝像頭、毫米波雷達車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.5計算基礎(chǔ)平臺（1）奧迪A8輔助駕駛計算平臺zFAS業(yè)界首款商用的集中式計算平臺。硬件架構(gòu)：組成zFAS的四塊芯片是來自NVIDIA的TegraK1，MobileyeEyeQ3AlteraCyclone（FPGA），以及InfineonAurixTricore。規(guī)范標準：能夠達到ISO26262ASILD，兼容AUTOSAR，實現(xiàn)功能安全。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.5主流計算基礎(chǔ)平臺（2）特斯拉計算平臺Autopilot①硬件架構(gòu)四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.5主流計算基礎(chǔ)平臺介紹（2）特斯拉計算平臺Autopilot②操作系統(tǒng)特斯拉的操作系統(tǒng)Version基于Linux內(nèi)核深度改造而成。功能軟件方面支持PyTorch的深度學(xué)習(xí)編程框架（自研算法，不需要支持所有編程框架）；自動駕駛功能核心算法自研；自建數(shù)據(jù)中心，用戶使用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被收集用于不斷優(yōu)化算法軟件，形成類蘋果的閉環(huán)開發(fā)模式。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.5主流計算基礎(chǔ)平臺（3）英偉達DriveAGXPegasus計算平臺自2015年開始，已經(jīng)推出4代自動駕駛計算平臺分別為：DrivePX、DrivePX2、DriveAGXXavier/Pegasus、DriveAGXOrin。DrivePX2：算力24TOPS，性能強，受到很多車企和自動駕駛企業(yè)的青睞，如特斯拉。DriveAGXXavier/Pegasus：Xavier芯片12nm制程，分為面向L2/L3級（小鵬P7/上汽榮威）、L4/L5級自動駕駛(文遠知行、小馬知行)兩種。DriveAGXOrin：算力2000TOPS，功耗目前為800W，功耗較高，仍需優(yōu)化。四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機車載計算機概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載計算機傳統(tǒng)車載計算機課程導(dǎo)入總結(jié)4.5主流計算基礎(chǔ)平臺（3）英偉達DriveAGXPegasus計算平臺擁有16個專用高速傳感器輸入，同時包含多個10Gbit以太網(wǎng)連接器，其組合的內(nèi)存寬帶每秒超過1TB；搭載了兩