智能网联汽车计算机基础 课件 项目一任务2：汽车计算机的发展趋势

车载计算机及应用汽车计算机基础一、课程导入车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结博世表示，自2020年夏天宣布成立智能驾驶与控制事业部（Cross-DomainComputingSolutionsdivision）以汇集软件、硬件和电子产品方面的专业知识后，该公司已收到价值25亿欧元（合30亿美元）的车载计算机订单。思考讨论题（2分钟）一、课程导入博世，全球第一大汽车供应商；大陆，全球第四大汽车供应商。两家公司为汽车业务提供的广泛的产品组合，每年能够产生数百亿美元的销售额。现在，两家公司的竞争正转向车载电脑领域，车载电脑未来有可能控制汽车内所有以电子和软件为中心的功能，那么，车载电脑为何物？又为何成为了各大汽车零部件供应商的竞争之地？计算机系统概述计算机的过去与未来计算机体系结构课程导入总结2.1车载计算机概念二、车载计算机概述车载计算机，也叫车载电脑，是专门针对汽车特殊运行环境及电器电路特点开发的具有抗高温、抗尘、抗震功能并能与汽车电子电路相融合的专用汽车信息化产品，一种高度集成化的车用多媒体娱乐信息中心。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.2车载计算机特点二、车载计算机概述真正的车载电脑CarPC是集计算机多媒体技术、移动通讯技术、GPS技术和网络技术等高新技术于一体，面向汽车行业，功能强、体积小、可靠性高的移动电脑系统。计算机系统概述计算机的过去与未来计算机体系结构课程导入总结兼容性强集成度高结构灵活便于剪裁升级结构紧凑性能完备工作可靠运行稳定使用安全操作简便2.3车载计算机功能二、车载计算机概述车载计算机能实现所有家用电脑功能，支持车内上网、影音娱乐、卫星定位、语音导航、游戏、电话等功能，同时也能实现可视倒车，故障检测等特定功能。其主要功能包括车载全能多媒体娱乐，GPS卫星导航，对汽车信息和故障专业诊断，移动性的办公与行业应用。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.3车载计算机的功能二、车载计算机概述（1）车内上网车载电脑上网方式：无线Wifi上网、无线蓝牙上网、通过Modem无线上网。随着3G网络的开通和无线上网费用.降低，汽车内基于无线网络的应用也将快速升温。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.3车载计算机的功能二、车载计算机概述（2）车内办公个人电脑功能（WIN98操作平台）、透过无线网络收发电子邮件、视讯会议、资料传输。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.3车载计算机的功能二、车载计算机（3）GPS导航车载电脑有路线引导、语音方向引导、地图资料搜寻和轨迹信息自动记录等功能。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.3车载计算机的功能二、车载计算机概述（4）影音娱乐CD音乐欣赏、MP3、FM收音；VCD电影欣赏、电视节目；卡拉OK娱乐；游戏软件。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.3车载计算机的功能二、车载计算机概述（5）移动通信采用GPRS/CDMA无线通信、VOIP网络电话、网络即时通信工具(PC-PC)、PC-Phone、电子邮件等多种通信模式，使沟通便捷高效。车载免提与无线蓝牙耳机无缝切换。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.3车载计算机的功能二、车载计算机概述（7）行驶信息记录车载电脑具有最佳行车路径计算、轨迹记录和回放等功能，包括航际及摄像头记录的信息。可为交通事故后分清各方责任提供依据。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.3车载计算机的功能二、车载计算机概述（8）倒车后视只需轻拨倒挡，车后超广角全彩画面就会自动显示，再加上夜视功能和参考线,即使在夜间新手也可以专业水准进行倒车。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.3车载计算机的功能二、车载计算机概述（9）汽车故障检测一根USB的VAG线轻松实现车载电脑和ECU的连接通信，可以扫描汽车的故障代码。可第一时间了解爱车的健康状况，同时可以把车内的表盘信息通过显示屏上的模拟表盘显示出来。车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结2.4车载计算机的产生和发展历程二、车载计算机概述90年代初1998Microsoft1999

美国通用汽车智能交通系统、智能车辆技术、基于PC平台的汽车信息化AutoPC网络汽车、智能化汽车、IT化汽车2000-2003日本/丰田GPS导航系统、DVD系统、“WindowsCE”操作系统、互联网设备

2006丰田发展趋势车载电脑汽车E化车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结3.1车载电脑与行车电脑车载电脑系统并非行车电脑行车电脑：负责车辆与发动机状况的监管、通过汽车上一系列传感器采集汽车的相关信息，运算这些数据来指挥控制如喷油器、点火控制器等等，从而管理汽车的行驶系统，它对车辆的行驶性能具有重要作用。车载电脑：在普通微型电脑的基础上开发的汽车用电脑系统，应用WINDOWS操作系统，把计算机、音响、导航、通讯及语音识别等功能集中为一个整体。三、传统车载计算机行车电脑ECU车载电脑车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结3.2传统车载电脑结构（1）硬件主板、GPS模块、GIS模块、防震磁盘、扩充接口、液晶显示器、音箱、天线接收装置、黑匣子、故障监测系统。三、传统车载计算机传统车载电脑系统主要构造车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结3.2传统车载电脑结构（2）软件操作系统：win9x、winxp、win2k中控软件：RoadRunning，DigitalDash，MediaEngine，Frodoplayer，Carbox，CNSMaestro三、传统车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结3.2传统车载电脑类型（1）CarPC车内固定（嵌入式）电脑一般采用2DIN的模式，嵌入在汽车仪表台的下方，需要拆除汽车原有的车载音响系统，将电脑硬性地嵌入进汽车中，无法解决电脑的输入输出问题头枕型车载电脑，采用嵌入座椅头枕的形式，在不需要使用时，可以将它折叠起来，收藏于头枕里面，当拉上拉链后，几乎不露痕迹。三、传统车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结3.2传统车载电脑类型（2）CarBook车里的便携电脑采用可分离的卡座式设计，平时可以很方便地固定在车的仪表台上方，还可以取下拿在手里使用。安装非常方便，用户自己直接把CarBook放在仪表台上就可以，也不需要破坏原车的音响系统。三、传统车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.1智能网联汽车车载计算机概念当今汽车上多达数以百计的ECU（电子控制单元），MCU（微控制处理器单元）及其上面运行着的大量的嵌入式软件代码，以及复杂的CAN、FlexRay等整车通讯网络注定了汽车上的电子电气架构一直在朝着为智能化和体验服务的方向在演化和迭代。随着汽车智能化、网联化水平不断深入，汽车电子底层硬件不再是由实现单一功能的单一芯片提供简单的逻辑计算，而是需要提供更为强大的算力支持；软件也不再是基于某一固定硬件开发，而是要具备可移植、可迭代和可拓展等特性。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.1智能网联汽车车载计算机概念博世2017年在德国的一个汽车行业会议上分享了其在整车电子电气架构方面的战略图，整车电子电气架构的发展被分为了6个阶段：模块化阶段（一个功能一个ECU硬件），功能集成阶段，中央域控制器阶段，跨域融合阶段，车载计算机阶段，车载云计算阶段。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.1智能网联汽车车载计算机概念在“新四化”的背景下，汽车电子的产业链和技术链面临重构。计算基础平台是智能网联汽车最重要的新增汽车零部件，无论是把智能汽车当成“四个轮子上的手机”，还是移动数据中心，它里面最重要的计算单元硬件及之上的软件结合在一起称为“计算基础平台”。随着车辆功能智能化、车内处理器中心化、整个平台软件化等结合在一起，使计算基础平台向上提供应用开发，同时向外能够带动5G及大数据分析、云计算、信息安全等互联网产业。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.2车载计算基础平台架构车载智能计算基础平台主要包含自动驾驶操作系统和硬件架构两部分，结合车辆平台和传感器等外围硬件，同时采用车内传统网络和新型高速网络（如以太网、高速CAN总线等），装载运行自动驾驶操作系统的系统软件和功能软件，向上支撑应用软件开发。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.2车载计算基础平台架构车载智能计算基础平台的四个层次具体如下。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.3车载计算基础平台硬件四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.4车载计算基础平台操作系统（1）系统软件嵌入式实时内核系统(RTOS)QNX,VxWorks,AGL,Nucleus等建立在微内核和完全地址空间保护基础之上，硬实时、稳定、可靠、安全,满足ASIL-D功能安全等级四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.4计算基础平台操作系统（1）系统软件可移植操作系统应用程序接口（POSIX）能够很好地适应自动驾驶所需要的高性能计算和高带宽通信等需求。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.4计算基础平台操作系统（1）系统软件分布式系统数据分发服务(DDS)基于Linux内核的中间件环境，提供“节点"间数据传递服务为增强“节点”间数据的实时性、持续性和可靠性,ROS2的通讯系统基于分布式系统数据分发服务设计四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.4计算基础平台操作系统（2）功能软件四、智能网联汽车车载计算机自动驾驶通用框架模块网联模块云控模块深度学习和视觉模块传感器模块自动驾驶会产生安全和产品化共性需求；重点算法在不断演进提供对外接口API和服务调用其他功能软件模块或提供服务。实现网联通信、处理网联数据的功能实现网联协同感知、网联协同规划、网联协同控制等网联自动驾驶功能为智能网联汽车及其用户、管理及服务机构等提供车辆运行、基础设施、交通环境等动态基础数据TensorRTTensorFlow

Caffe传感数据融合基础激光雷达、摄像头、毫米波雷达车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.5计算基础平台（1）奥迪A8辅助驾驶计算平台zFAS业界首款商用的集中式计算平台。硬件架构：组成zFAS的四块芯片是来自NVIDIA的TegraK1，MobileyeEyeQ3AlteraCyclone（FPGA），以及InfineonAurixTricore。规范标准：能够达到ISO26262ASILD，兼容AUTOSAR，实现功能安全。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.5主流计算基础平台（2）特斯拉计算平台Autopilot①硬件架构四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.5主流计算基础平台介绍（2）特斯拉计算平台Autopilot②操作系统特斯拉的操作系统Version基于Linux内核深度改造而成。功能软件方面支持PyTorch的深度学习编程框架（自研算法，不需要支持所有编程框架）；自动驾驶功能核心算法自研；自建数据中心，用户使用产生的数据被收集用于不断优化算法软件，形成类苹果的闭环开发模式。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.5主流计算基础平台（3）英伟达DriveAGXPegasus计算平台自2015年开始，已经推出4代自动驾驶计算平台分别为：DrivePX、DrivePX2、DriveAGXXavier/Pegasus、DriveAGXOrin。DrivePX2：算力24TOPS，性能强，受到很多车企和自动驾驶企业的青睐，如特斯拉。DriveAGXXavier/Pegasus：Xavier芯片12nm制程，分为面向L2/L3级（小鹏P7/上汽荣威）、L4/L5级自动驾驶(文远知行、小马知行)两种。DriveAGXOrin：算力2000TOPS，功耗目前为800W，功耗较高，仍需优化。四、智能网联汽车车载计算机车载计算机概述智能网联汽车车载计算机传统车载计算机课程导入总结4.5主流计算基础平台（3）英伟达DriveAGXPegasus计算平台拥有16个专用高速传感器输入，同时包含多个10Gbit以太网连接器，其组合的内存宽带每秒超过1TB；搭载了两