8月26日，由蓋世汽車主辦的“2021行業首屆智能汽車域控制器創新峰會”于上海汽車城瑞立酒店隆重召開。本次會議持續兩天，將圍繞智能汽車、智能駕駛域控制器、智能座艙域控制器、底盤及車身域控制器、智能駕駛計算平臺、電子電氣架構、軟件定義汽車、車規芯片等行業焦點話題展開。會議期間，英偉達半導體科技（上海）有限公司自動駕駛軟件總監 馮棟棟發表了《NVIDIA DRIVE 端到端自動駕駛平臺》的主題演講。

以下為演講實錄：

大家早上好，非常高興今天有機會跟大家分享英偉達在汽車領域NVIDIA DRIVE端到端自動駕駛平臺。

1999年NVIDIA發明了GPU極大地推動了 PC 游戲市場的發展，重新定義了現代計算機圖形技術，并徹底改變了并行計算。我們基于強大的GPU和高性能計算開發了各種AI相關產品，今天主要給大家分享英偉達賦能自動駕駛領域的NVIDIA DRIVE平臺。

昨天的演講嘉賓，包括剛才小鵬閆雪先生也提到未來的汽車一定是軟件定義汽車。我們認為在未來汽車不再是單純的交通工具，它一定是具有持續軟件迭代的軟件定義汽車。過去大家買到傳統汽車的時候第一天它是最好的，但是隨著時間的推演也許不再具有新穎性。但是軟件汽車恰恰相反，當你買到這臺汽車的時候第一天可能是最年輕，也可能是最不完美的，但隨著隨著時間的推演和持續的OTA軟件迭代更新，它將會給產品帶來更多的新功能和新穎性，其發展歷程與傳統汽車完全不同。

針對軟件定義汽車的需求，英偉達開發了端到端自動駕駛平臺，主要是為了賦能自動駕駛行業的客戶基于我們的平臺能夠快速高效地開發自動駕駛產品。

NVIDIA DRIVE平臺主要包括包括DRIVE Orin芯片 、DRIVE AGX Orin車端集中式AI 計算平臺， DRIVE OS 基礎軟件平臺、Driveworks中間件、DRIVE AV自動駕駛軟件棧， DRIVE Hyperion 數據采集和開發驗證套件 、DRIVE Constellation虛擬仿真平臺和DGX高性能AI訓服務器。

DRIVE Hyperion 是NVIDIA 自動駕駛數據采集和驗證開發套件，該套件包含NVIDIA DRIVE AGX 開發平臺、主流傳感器比如Camera，Radar，Lidar，GPS，IMU等硬件。同時，也包擴DRIVE OS基礎軟件平臺 、Driveworks中間件及數據采集相關的軟件。 我們的客戶、合作伙伴可以基于DRIVE Hyperion 開發套件快速搭建自動駕駛數據采集車和測試車輛，從而進行多傳感器數據采集和自動駕駛算法測試驗證。

DGX A100是全球首款高性能AI計算機，內部集成A100 Tensor Core GPU可達到640GB GPU 內存，內置 Mellanox ConnectX-6 InfiniBand超高帶寬以太網適配器，其雙向帶寬峰值為 500Gb/s。基于高性能的DGX AI服務器，客戶可以進行深度網絡學習的訓練、推理和數據分析，同時多臺DGX A100再結合NVIDIA DGX SuperPOD?  、NVIDIA BlueField? 數據處理單元 DPU及 NVIDIA Base Command? 就可以構建超級計算機或者AI 集群，為具有挑戰性的自動駕駛海量數據進行深度學習網絡模型訓練和建圖提供出色的基礎設施和靈活可擴展的AI計算性能。

DRIVE Constellation仿真平臺，主要完成對各種虛擬場景的渲染、仿真，產生模擬傳感器數據，它主要提供兩大功能： 1) 虛擬仿真- DRIVE Constellation Simulator上運行DRIVE Sim 軟件仿真虛擬世界、交通場景和道路上的車輛行駛。虛擬汽車在仿真環境中行駛可產生Camera, Radar, Lidar, GPS 和IMU 等模擬傳感器數據。這些模擬傳感器數據發送到DRIVE Constellation Computer 內的DRIVE AGX車端計算平臺進行感知、定位、規劃和產生決策控制數據并回傳給DRIVE Constellation Simulator上進行評估驗證。2）供數據回放- 自動駕駛車輛數據采集過程中物理傳感器的真實數據也可以通過DRIVE Constellation Simulator 進行數據回放輸出給DRIVE Constellation Computer 內的DRIVE AGX 車端計算平臺進行感知、定位、規劃和產生決策控制數據并回送DRIVE Constellation Simulator上進行評估驗證。DRIVE Constellation? 仿真平臺提供可擴展、全面且多樣化的測試環境。借助開放的模塊化架構，DRIVE Sim 軟件可讓客戶利用自己的仿真模型或生態合作伙伴的自定義車輛、環境、傳感器或交通場景。

DRIVE AGX平臺主要是給自動駕駛汽車提供高性能的車端AI計算平臺。經過仿真測試后的深度學習網絡模型和算法，可以部署在 DRIVE AGX 車端平臺進行相應的自動駕駛功能道路測試和驗證。此外，在DRIVE AGX車端平臺之上，也可以創建或繪制世界模型并顯示當前車輛的3D 環繞模型。自動駕駛車輛在道路測試驗證的同時也可以進行傳感器數據采集，因此，數據采集、數據訓練，模擬仿真，自動駕駛道路測試驗證就形成了一個數據閉環。

2019年我們發布了DRIVE ORIN芯片，主要是為了滿足L2輔助駕駛，L2+ 高階輔助駕駛和高階自動駕駛的需求。Orin由245億個晶體管構成，集成12個64位的ARM A78 CPU核， 提供228K DMIPS CPU計算能力；Orin Tensor Core GPU 和DLA 提供254 TOPS INT8 AI 推理能力；Orin提供高達205 GB/S的內存帶寬并內部集成4路萬兆以太網；Orin支持H264/H265/VP9 格式的8K 像素 30幀/秒的圖像解碼和4K 像素60幀/秒 圖像編碼；Orin的功能安全島集成4個Lock-Step Cortex-R52 核并達到隨機硬件失效ASIL-D。最重要的是Orin芯片嚴格按照ISO26262功能安全設計開發，可達到隨機硬件失效ASIL-B 和系統級ASIL-D 功能安全認證。我們基于Orin芯片開發硬件架構可擴展和軟件可編程的自動駕駛集中式架構AI計算平臺，該AI計算平臺單顆Orin芯片提供 254 TOPS INT8 AI 推理能力可以滿足L2輔助駕駛、 L2+高階輔助駕駛產品需求。多個Orin芯片或者Orin 加安培GPU 可以構建超過2000 TOPS INT8 算力的AI計算平臺以便滿足RoboTaxi 產品需求。

當前傳統的L2輔助駕駛系統一般由多個ECU構成，包括360環視、ADAS域控制器、Smart Camera。基于DRIVE Orin 可擴展的參考平臺設計， 我們的客戶可以根據不同車型需求快速設計開發靈活可擴展、統一硬件和軟件架構的自動駕駛集中式AI計算平臺來滿足L2 輔助駕駛至L4高階自動駕駛產品功能需求。

剛才談到了ORIN芯片從單顆芯片提供254Tops推理能力，借助可擴展的 DRIVE Orin產品系列，客戶可以在多個車型系列中利用DRIVE Orin硬件平臺的靈活擴展性和統一架構的巨大優勢速構建智能駕駛域控制器硬件平臺，同一硬件架構的域控制器平臺可以兼容從L2輔助駕駛、L2+高級輔助駕駛、L4高階自動駕駛和無人駕駛系統，從而大大加速了域控制器硬件平臺開發速度并降低硬件研發測試成本和軟件維護成本。

基于ORIN靈活可拓展性，我們也開發了對應的基礎軟件平臺和中間件。我們的客戶可以通過統一API接口的SDK快速開發自己的應用程序和算法，為了方便客戶更好地使用DRIVE OS，我們進行了抽象封裝，提供模塊化抽象封裝庫，包括硬件傳感器抽象層、圖像處理和點云處理，并提供方便使用的計算圖框架。我們的客戶可以利用DRIVE OS 的這些優勢快速構建可最大化復用的應用軟件及算法，同一軟件架構的域控制器平臺軟件可以支持從L2輔助駕駛、高階自動駕駛和無人駕駛系統，從而加速了軟件產品開發迭代速度并且降低軟件研發和測試驗證成本。

未來的汽車一定是集中式架構或者中央架構。為了滿足集中式架構，我們的DRIVE OS平臺從設計角度也考慮了SOA理念，所有軟件基于模塊化設計。DRIVE OS是英偉達為車端芯片開發的模塊化的AI計算平臺軟件。深綠色部分是 ORIN芯片，淺綠色是DRIVE OS各個軟件模塊，灰色是第三方軟件或者客戶自己開發的軟件模塊。為實現DRIVE OS 功能安全和軟硬件相互隔離，Orin SOC 上運行NVIDIA自研的符合功能安全的實時微內核Type 1 Hypervisor。Hypervisor 之上運行符合功能安全的QNX QOS作為Guest OS。Hypervisor 之上還運負責OTA更新的DRIVE UPDAE Service 和Foundation Services 等多個虛擬機。NVIDIA 在QNX Guest OS 之上開發了NvMedia、NvStreams、VulkanSC SDK和CUDA 、TensorRT AI 引擎加速庫。在ORIN功能安全島可以運行OEM跟功能安全相關的算法，比如說車控算法，比對算法，傳感器后融合算法。另外，在功能安全島上運行英偉達自己的Safety框架，主要是對ORIN芯片進行實時監控，硬件模塊以及寄存器狀態，同時也對DRIVE OS軟件進行監控。

NVDIA Driveworks SDK主要實現對Camera、毫米波雷達、激光雷達、GPS 和IMU 等傳感器的抽象封裝，并支持圖像處理和點云預處理。當自動駕駛汽車在路上行駛一段時間，某些視覺傳感器可能因為振蕩原因產生圖像輸出畸變，我們可以利用Self Calibration進行在線標定。同時還提供對于當前車輛位置的估計和預測，基于DRIVE Works采集到的傳感器數據，我們在DRIVE AV層進行相應障礙物感知、車道線感知、交通燈的感知，同時基于這些感知結果結合高清地圖實現定位并創建世界模型，最后再通過行為規劃，車道線規劃、路徑規劃和車輛控制。

基于DRIVE Works，我們針對自動駕駛的典型使用場景和Corner Case場景開發了多種豐富的神經網絡，包括障礙物感知、車道線檢測、交叉路口感知、距離感知、交通牌以及交通燈的感知以及對駕駛員的監測等常用網絡，同時我們也開發了針對交警手勢指揮的檢測網絡、遠光燈的檢測網絡、相機失明檢測網絡等等。

剛才主要是針對當前這一代ORIN平臺做了介紹。為了滿足軟件定義汽車以及客戶對高性能AI計算平臺的需求，我們正在研發ORIN下一代產品DRIVE ATLAN，單芯片可以提供1000 TOPS算力，可以滿足2024年自動駕駛汽車量產的需求。ATLAN 是一項技術杰作，將NVIDIA 在AI、汽車、安全和BlueField 安全數據中心的各種技術融于一體。DRIVE ATLAN是業界首顆單芯片提供1000 TOPS的SOC。ATLAN能夠提供更高的網絡帶寬和安全服務，集成ASIL-D功能安全島，基于ATLAN客戶可以開發自動駕駛產品滿足高階自動駕駛。

NVIDIA DRIVE 是我們為價值數10萬億美元的交通運輸行業推出的端到端自動駕駛平臺，從DRIVE Orin/Atlan芯片 、DRIVE AGX硬件參考平臺，到DRIVE OS、Driveworks、DRIVE AV自動駕駛軟件棧再到DRIVE Hyperion 數據采集和開發驗證套件 、DRIVE Constellation虛擬仿真平臺和DGX高性能訓練服務器，我們已經在各個層面與行業的客戶、合作伙伴展開深度合作。NVIDIA將繼續為更安全、更高效的自動駕駛提供集中式高性能AI計算平臺，從而使車輛能夠實時運行自動駕駛所必需的各種冗余和多樣化的深度學習網絡模型和算法。

最后非常感謝全球各地的開發者、合作伙伴。希望我們能夠跟全球的客戶和合作伙伴開創更好的未來，謝謝大家。

返回第一電動網首頁 >