Kakšni so izzivi pri razvoju čipov za avtonomno vožnjo
Obdobje 5G pomeni novo dobo informacijske tehnologije vseh stvari. ADAS lahko postane standardna konfiguracija vozil. Z napredkom znanosti in tehnologije je njegovih funkcij vedno več, zahteve glede zmogljivosti čipov pa se bodo nenehno povečevale, kar bo povzročilo resne težave pri upravljanju toplote.
Razvoj tehnologije avtonomne vožnje zahteva eksponentno povečanje računalniške moči. Sistem samodejnega pogona na visoki ravni mora vzporedno obdelovati podatke iz več senzorjev, vključno s kamero, radarjem, laserskim radarjem (LiDAR) itd. Čipi morajo imeti zmogljivosti za visoko hitrost računalništva in obdelave podatkov za dokončanje kompleksnega zaznavanja, odločanja in nadzora naloge v milisekundah. To pomeni, da morajo proizvajalci čipov nenehno uvajati inovacije in sprejemati najsodobnejše tehnologije, kot so ASIC (Application Specific Integrated Circuits), FPGA (Field Programmable Gate Arrays) in GPU (Graphics Processing Units), da bi izpolnili te potrebe. Izziv, s katerim se srečujejo oblikovalci čipov, je, kako uravnotežiti zmogljivost in energijsko učinkovitost, saj visoko zmogljivost pogosto spremlja visoka poraba energije. To zahteva, da ima čip ne samo vrhunsko računalniško moč, ampak mora upoštevati tudi razmerje energijske učinkovitosti v zasnovi, da se zagotovi vzdržljivost sistema samodejnega pogona.
Varnost avtonomnih vozil je eden najbolj zaskrbljenih problemov javnosti. Kot jedro sistema je varnost čipa ključnega pomena. Čip avtopilota mora imeti zmožnost samopregledovanja napak in tolerance napak, da zagotovi, da lahko celoten sistem še vedno varno deluje, ko en sam modul odpove. Poleg tega lahko s priljubljenostjo avtonomnih vozil varnostne ranljivosti sistema postanejo tarča hekerjev. Zato bi moral imeti čip tudi trden varnostni zaščitni mehanizem, vključno s preprečevanjem nepooblaščene kode ali vbrizgavanja podatkov ter zagotavljanjem zasebnosti in celovitosti podatkov. Razvoj čipov, ki se lahko uprejo fizičnim in omrežnim napadom, hkrati pa ohranjajo neprekinjeno in stabilno delovanje sistema, je postavil višje zahteve za načrtovanje in proizvodnjo čipov.
Pri električnih avtonomnih vozilih je nadzor porabe energije še posebej pomemben, saj je neposredno povezan z dosegom vozila. Zasnova čipa mora optimizirati porabo energije s sprejetjem tehnik načrtovanja z nizko porabo energije, clock gatingom, dinamično regulacijo napetosti in drugimi metodami za zmanjšanje porabe energije čipa v različnih načinih delovanja. Učinkovita optimizacija algoritmov je tudi ključ do zmanjšanja porabe energije, saj zahteva tesno sodelovanje med inženirji algoritmov in oblikovalci strojne opreme, da se doseže najboljše ujemanje med algoritmi in strojno opremo. Poleg tega je toplotna zasnova enako pomembna za upravljanje z energijo, zlasti v okoljih kompaktnih avtomobilov, kjer morajo rešitve za odvajanje toplote upoštevati prostorske omejitve, zmogljivost odvajanja toplote in stabilnost sistema.
Čeprav sistem samodejnega pogona potrebuje visoko zmogljive čipe, to ne bi smelo povzročiti pretirane rasti stroškov. Množična proizvodnja avtonomnih vozil mora nadzorovati stroške v razumnem obsegu, zaradi česar bodo ta vozila še vedno privlačna za potrošnike. Nadzor nad stroški zahteva, da so procesi oblikovanja, proizvodnje in pakiranja čipov ekonomsko učinkoviti. Poleg tega bo z razvojem tehnologije morda treba nadgraditi ali zamenjati obstoječo strojno opremo. Kako oblikovati čipe, ki jih je enostavno nadgraditi in so stroškovno učinkoviti, je prav tako problem, ki ga morajo upoštevati raziskovalci in razvojniki.
Izziv raziskav in razvoja avtonomnih čipov za vozila je večplasten in vključuje tehnologijo, stroške, pravo in druga področja. Varnost, zanesljivost in priljubljenost avtonomnega vozila je mogoče zagotoviti le, ko so industrijski standardi izpolnjeni v vseh pogledih.
