2023車載智能計算基礎平臺參考架構

參考架構2.0（2023年目第1章編制背 智能網(wǎng)聯(lián)變革機遇期，參考架構1.0有效凝聚共 智能網(wǎng)聯(lián)技術成長期，參考架構亟需迭代與細 智能網(wǎng)聯(lián)加速落地期，參考架構2.0加強前瞻引 第2章車載智能計算基礎平臺參考架構2.0概 參考架構2.0總體框 參考架構2.0的軟硬件特 參考架構2.0的重點創(chuàng)新研究方 參考架構2.0的主要創(chuàng)新 第3章異構分布硬件架 AI計算單 通用計算單 控制單 安全處理單 第4章車控操作系 系統(tǒng)軟 功能軟 第5章工具 開發(fā)調試工 測試仿真工 持續(xù)集成工 過程管理工 第6章安全體 功能安 預期功能安 網(wǎng)絡安 數(shù)據(jù)安 軟件升級安 融合安 第7章發(fā)展建 凝聚發(fā)展思路，統(tǒng)籌協(xié)作競 鼓勵技術攻關，加快生態(tài)構 完善標準體系，探索開發(fā)實 加強檢測認證，強化安全保 --PAGE111.0參考架構1.0為智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)應用創(chuàng)新提供了重要指引。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車、電子信息、通信等領域跨界融的載構等聯(lián)制定發(fā)布了《車載智能計算基礎平臺參考架構1.0（2019年為我國車載智能計算基礎平臺的技術創(chuàng)新標準研品開發(fā)。2022 年中國汽車基礎軟件生態(tài)委員會發(fā)布滲透率快速增長，L3及以上級別自動駕駛成為研發(fā)攻關的主要（ThorLinuxQNX等主流車用操作系統(tǒng)持續(xù)增強，華為AOS、國汽智控ICVOS、普華ORIENTAISOSAliOS等國產(chǎn)車用操作系2.03-5年，智能網(wǎng)聯(lián)汽車將創(chuàng)新踴躍、普及加快，對車載域融的方向不斷演進全球高性能車載芯片車用操作系統(tǒng)產(chǎn)“鎖定”SOA（OTA）2.01.0的基礎上，進一步加強前瞻性、戰(zhàn)22.02.0SOA控操作系統(tǒng)、安全體系、工具鏈（如圖1所示。--6圖 --PAGE10力需求，AI計算單元、通用計算單元、控制單元和安全處安全、融安全等。車載智能計算基礎平臺結傳感器、V2X、動力、底盤控制（AES（LCC（Roboaxi（GLOSA2.0互聯(lián)通信面向人機物融泛在計算的新模式和新場景需（V2X5、增強的位置和導航服務、無線短距通信等。需要結車內AI大模型融AI大模型在模式識別、決策輔助等方面的提升作用，研究和把握多模態(tài)整、多模型并、輕AI大模型與車載智能計算基礎平臺研發(fā)、訓練、應用等環(huán)節(jié)的融，重點在數(shù)據(jù)閉環(huán)、自動標注、2.0OTA功能，而且要實現(xiàn)IPC（進程間通信）/RPC（遠程過程調用、內存管虛擬化管理。研究兼容Linux服務接口的操作系統(tǒng)內核，繼承Linux生態(tài)?；诖竽Ｐ偷闹悄荞{駛技術。研究大模型的云端應用技網(wǎng)聯(lián)汽車的智能性，降低處理延遲，提高整體效率。安全檢測安全響應以及快速恢復等方面綜保障網(wǎng)絡安全研2.03務等分配到最適的處理單元上，實現(xiàn)更高的計算性能和能效。AI計算單元、通用計算單元、控制AIAI計算單元基于并行計算架構，負責圖像處理、深度學習TPU等專用加速器等正逐漸引入到AI計算單元中，并負責不同部署、實時性要求的提高、AI應用領域的豐富以及硬件技術的AI計算單元的算力需求持續(xù)增長，需要通過芯片制程AI計算單元的能效。同時，運用更靈活的任務劃分AI計算單元的協(xié)同，進一步提高處理效率。通信方面，高（PCIe（CXL（NVLink優(yōu)化等高速互聯(lián)技術加快普及應用。模型和算子方面，AI計算AITransformer模型等不同任務量身CPU組成，各單核主頻高、計算能力CPUARM架構，近年來業(yè)界也在嘗試基于RISC-V架構進行設計。在實際應用中，需要針對具體任CPU的算力。元一般為高安全強實時的MCUCPU、嵌入式存儲單元以及必要的I/O與通信接口。為滿足實時性要求，需對MCU取指令的通路、數(shù)據(jù)存取通路等特別設計，同時通過提升MCU核心工作頻率、使用實時的軟件任務調度器等，減少任務切換延遲。MCUEthernet/CAN-FD等高速接口，提為減少CPU負載，對稱、非對稱、哈希等加解密算法加速離既有基于虛擬化技術的邏輯CPU方案，也可基于硬件電路完4般需要滿足ASIL-B以上等級功能安全要求（安全車控操作系統(tǒng)ASIL-D，并根據(jù)智能駕駛需求進行適度擴展。AUTOSAR架構在智能駕駛方面的不足和系統(tǒng)軟件是為智能網(wǎng)聯(lián)汽車應用場景量身定制的復雜大規(guī)支持常見的宏內核微內核混內核架構等二是硬件抽象線設備驅動等，規(guī)范驅動程序的實現(xiàn)方式。Hypervisor和虛擬機監(jiān)視器（VMM）等，利用硬件輔助虛擬化技術有效地實現(xiàn)系統(tǒng)資源的整和隔離虛CPUCPU等硬ClassicAUTOSARAdaptiveAUTOSAR所規(guī)定的需求。AI計算單元的操作系統(tǒng)內SoCLinuxRTOS進行CPU和內存資源的保護，以滿足功能安全等級要求。（ECC（AES內存分配、調度管理、I/O處理、同步互斥等功能。系統(tǒng)中間件I/OI/O等。SOA框架通常包含模塊化服務、服務注冊發(fā)現(xiàn)、標準互操AI框架用于支撐自動駕駛AI應用和大模型應用的開發(fā)。CAN信號向面向服務的車載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包傳輸過度?；贗P的可擴展的面向服務的中間件（SOME/IP）支持復雜車載網(wǎng)絡的服務發(fā)現(xiàn)和交互。在安全性方面，SOME/IP服務發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流框架是依托中間件技術提供標準數(shù)據(jù)接口和實時數(shù)提供理的任務分配和調度機制三是支持對智能駕駛應用和算法的數(shù)據(jù)流節(jié)點的拓撲關系進行配置，以及進行任務、結系統(tǒng)性I加速單元、應用支撐層使用SOA服務等方式為智能駕駛功能提供支持，主要包含算法/模型庫和基礎服務。算法/模型庫提供智能駕駛應Transformer+BEV技術下的車輛周圍環(huán)境的信息，通過V2X通信接收來自其他車輛、交通與V2X實時交互信息進行融，使智能駕駛系統(tǒng)獲得更加準確融定位是指利用多種傳感器技術對車輛位置和環(huán)境信進行綜處理以實現(xiàn)精確的定位和導航功能融定位模型庫感器的數(shù)據(jù)進行融可以提高定位的準確性和魯棒性從而更好地支持智能駕駛系統(tǒng)對車輛的控制和決策融定位技術在智車用大模型是指在智能駕駛系統(tǒng)中應用大型的深度學習模用大模型，將環(huán)境信息輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡中進行特征提取和識別，UI進行相關的適配。配置服務還應負責處理和緩存所有的安全服務AI融接口定位接口等用戶可基于接口開發(fā)應用軟件依靠拆共同為智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的開發(fā)和應用提供了支持和便利。5工具鏈為汽車軟件開發(fā)過程(V模型、C/C++、Rust、Python、Java等。DevOps工具可用于執(zhí)行智能駕駛算法和軟件構建過程中的。DevOps工具解決了研發(fā)維護成本高，缺少數(shù)據(jù)共享平臺、權限ModelOps工具用于執(zhí)行對自動駕駛AI壓縮、測試與訓練任務。ModelOps工具可以提升模型質量及其IATF16949ASPICE、GB/T34590、ISO21434等標準要求。制定系統(tǒng)需求，生成軟件需求，形成符規(guī)范的規(guī)約描述。需求持續(xù)監(jiān)測和代碼測試，確保代碼符開發(fā)規(guī)范，減少缺陷數(shù)量，可證不規(guī)版本更新不及時等問題軟件供應鏈安全工具可以6車載智能計算基礎平臺是整車的計算核心和智能駕駛的功預期功能安全、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全、OTA安全、融安全等。GB/T34590相關標準規(guī)范，（CRC通過定義接口進行交互，降低耦度，保證軟件模塊的獨立性；AI計算單元、通用計算單元（SOTIF預期功能安全，車載智能計算基礎平臺應符ISO21448和ISO/AWIPAS8800相關要求綜應用功能優(yōu)化性能提升風元的計算及處理性能和能效綜提升車載智能計算基礎平臺處SOTIF決策規(guī)劃控制執(zhí)行相關風險監(jiān)測模型綜利用外部感知信息預期功能安全風險綜認知能力及時通過功能限制或請求駕駛機制,OTA等遠程升級技SOTIF風險防護體系。SOTIF雙層安全接受準則開展量化評估。測試方面，應注意場景要素的理解耦，依據(jù)要素敏SOTIF信心度等安全度量指標，系統(tǒng)等重點防護和平臺整體防護相結。要強化安全可信基礎能力建設綜運用硬件安全模（S可（TEE能計算基礎平臺的安全可信基礎能力需要融身份認證、網(wǎng)絡V2X載智能計算基礎平臺也要求其內部多域之間的訪問控制和監(jiān)控、與執(zhí)行器傳輸?shù)母叩燃壵J證和加密要求、更多代碼安全、海量數(shù)據(jù)的存儲安全如防泄漏功能，以及相應的OA車載智能計算基礎平臺需要建立能夠感知抵御已知/未知威脅的的可信度。實施融安全策略，運用內生安全、動態(tài)防御、安全依法依規(guī)開展，滿足規(guī)要求。國際層面，以歐盟通用數(shù)據(jù)保護臺了R156法規(guī)，即《關于就軟件更新與軟件更新管理系統(tǒng)批準性和完整性應受到保護以理方式防止軟件包被破壞并阻止無認證和完整性校驗的軟件升級包在用戶安全與法性層面須OTA升級，須按規(guī)定要求OTA模式還是傳統(tǒng)有線升級模式，在依托V型開發(fā)流程從融安全風險辨析一體化防護協(xié)同聯(lián)動測試綜論證評估及全生命周期監(jiān)測五個階段開展融安全風險辨析階段重點研究融安全特征及風險傳遞機理、協(xié)同相關項定義、威脅/危害識別及融安全目標分類分級的相關內容；在融安全一體化防護階段，重點考慮協(xié)同優(yōu)化設計、一體化安全架構及安全機制沖突解決等內容在融安全協(xié)同聯(lián)安全綜論證評估階段，構建融安全多層級評價指標系統(tǒng)，安全監(jiān)測，包含融態(tài)勢感知、異常監(jiān)測預警相關內容。7突破關鍵共性技術。鼓勵聯(lián)攻關和作開發(fā)，鼓勵開源開放，聚行業(yè)優(yōu)勢資源，同步推動相關接口標準的規(guī)范化建設，推動實現(xiàn)軟硬件分層解耦以滿足底層操作系統(tǒng)與芯片的高效適與密切配提升產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同開發(fā)效率探索基于參考架構和標準的開發(fā)實踐，強化標準牽引能力。質量特性、軟硬件接口、安全規(guī)等。一方面可以通過建立基礎AdvancedDrivingAssistanceAutonomousEmergencyAutomaticEmergencyAdvancedEncryptionArtificialAUTOSARRuntimeAUTOSARAutomotiveSafetyIntegrityAutomotiveSoftwareImprovementandCapacityAUTomotiveOpenSystemAutomatedValetBird'sEyeBuiltInSelfBoardSupportControllerAreaCANwithFlexibleDataCentralProcessingCyclicRedundancyComputeExpressDataDistributionDigitalSignalEllipticCurveElectronicControlElectronicHorizonElectronicHorizonFieldProgrammableGateGeneralDataProtectionGreenLightOptimalSpeedGigabitMultimediaSerialGraphicsProcessingHardwareSecurity輸入/Inter-ProcessLaneCenteringLaneKeepingMicrocontrollerNavigateOnNetworkonNavigateOnNeuralnetworkProcessingOverthePerip