吴俊杰：软硬协同才可充分释放高性能计算群潜力

自成立以来，映驰科技以“连接芯片与自动驾驶技术落地的桥梁”为使命，致力于智能汽车高性能计算软件平台的研发，并通过软件和硬件平台共同打造计算平台的能力。今年，映驰科技也成为地平线征程®5的IDH合作伙伴，进一步完善生态。

2022年11月14日，由盖世汽车主办，上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导，上海南虹桥投资开发（集团）有限公司协办的2022第二届智能汽车域控制器创新峰会上，映驰科技研发VP&联合创始人吴俊杰介绍，围绕基于征程®5芯片打造的计算平台，映驰科技提供丰富的接口，可支持L2、L2+、L3的各种应用。除了提供开放的硬件环境，还将匹配好底软，从而使用户能够直接在这一平台上跑通基于Linux或AI应用的开发。

吴俊杰 | 映驰科技研发VP & 联合创始人

今天主要由我吴俊杰，映驰科技的联合创始人，同时也负责映驰科技的产品功能交付，来为大家分享一下《基于地平线征程®5高性能计算平台解决方案》。

首先向大家介绍一下映驰科技的概况，同时也跟大家分享一下汽车智能化驱动的电子电气架构时代的变革，从分布式E/E架构到目前的EEA架构演变，即将过渡到高性能计算的时代，我们具体碰到哪些工程上的问题，基于这些问题，第三部分也分享一下映驰科技基于高性能计算平台XCG的解决方案。

映驰科技的概况

映驰科技是一家年轻的科技公司，2018年在上海自贸区临港注册成立。我们三位创始人拥有多年的行业经验，希望做出一些贡献，决定在我们熟悉的智能驾驶以及软件这两个维度里寻找一个创业方向。基于我们此前同欧洲车厂、Tier1合作的经验和经历，我们发现车载智能计算平台是国内汽车行业的缺口，因此，2018年，我们集中团队的所有资源优势，在计算软件平台上开启了创业之路。

2019年，EMOS解决方案诞生了，很快，我们有幸拿到了上汽乘用车的量产订单，EMOS从研究室走向量产车型，并通过了量产的验证锤炼。同年，映驰科技得到北汽产投以及联想之星的天使轮融资，从而将我们的团队从几十人发展到100人，如今已是近200人的团队。

企业发展过程中，我们始终明确：需要软件平台和硬件一起才能发挥整个计算平台的最大能力。我们以“连接芯片与自动驾驶技术落地的桥梁”为使命，2020年~2021年，我们和恩智浦、地平线合作，成为恩智浦的全球金牌合作伙伴，同时也和地平线签订了战略合作。在A轮融资支持下，我们的客户群体不断拓展：上汽、福特、长城、理想汽车……都留下了映驰科技的产品和技术印记。

2022年上半年，我们结束了B1轮融资，大陆集团及商汤也成为了我们的投资人，我们和Tier1、零部件厂商的合作以及布局都在不断加深。在芯片方面，除了恩智浦，我们今年也成为了地平线征程5的IDH合作伙伴。

映驰科技在发展过程中，始终严格要求交付质量。作为一家年轻的科技公司，我们在体系化建设方面一点不落人后，拿到了ISO9001认证，在汽车行业软件质量体系方面获得了A-SPICE认证。

映驰科技所提供的产品及解决方案

首先，映驰科技是一家产品服务公司，围绕核心产品提供软件平台。从狭义上来说，EMOS软件平台是一个中间件；但是从广义上来说，它是隔离域控的应用层软件以及底层软件之间的组件，它允许应用层的开发者和底软以及硬件的开发者并行开发，互相不产生冲突，达到无缝集成，缩短开发周期。

同时，映驰科技拥有智能驾驶应用产品，尤其是低速自动驾驶，正在为车厂提供量产方案。从APA融合泊车到记忆泊车AVP，在低速自动驾驶上，映驰科技投入了全栈式研发：覆盖视觉识别、超声波传感器融合、规划、决策和控制等全领域全栈式解决方案，已经在各个车厂的量产车平台得到验证。

除此之外，我们围绕核心芯片平台为客户提供优质的工程服务。第一，我们提供围绕核心芯片的解决方案；第二，映驰科技在研发中间件和应用软件的过程中，也有成熟的自研工具链产品可以提供给客户使用。

汽车智能化驱动的电子电气架构时代的变革

我从2012年就开始从事ADAS相关工作，经历了域控的时代。最近几年，大家说得最多的就是多域合一，在算力不断集中的过程中，电子电气架构的硬件和软件平台复杂程度呈指数上升：同样实现智能驾驶功能，一旦几个智能化功能域进行多域融合，其复杂程度、解耦程度、特别是不确定性都会大大增加。

目前行业的热门趋势是算力预留和硬件预埋，之后再进行软件更新。这也带来一个弊病：有了算力预留，尤其是有了OTA之后，大家觉得很多问题都可以后期解决，在设计之初对于架构性和系统性上的问题考虑不足，为整个系统埋下隐患。

分享一个最近的案例：基于L2+的系统，毫米波雷达通过总线连接到MCU，视觉的数据则由SOC处理，问题在于两部分的数据融合是放在SOC还是放在MCU？

放在SOC当然有其好处，但是就需要毫米波雷达从MCU通过片间通讯传到SOC，计算完之后再通过SOC传回MCU，这之间不仅会产生额外成本，也会增加十几秒的通讯延迟。并且，由于该通讯延迟是在做融合算法部署的时候就存在的，后期通过再多的软件都很难在通讯延迟的量级上进行优化。

这个例子希望让大家感受到：在前提架构设计、系统设计的时候，尽管算力预留/OTA的后备解决方案，我们还是需要做深入的正向研发工作。

行业的第二个发展趋势就是迭代快。汽车行业每年都面临着新车型和新功能的推出，这时，压力就传递到了研发团队。根据我们的经验，过去跟客户是五年一个车型、三年一个车型、一年半一个车型改款，到现在是半年~一年出一个完整车型，甚至9~10个月就要改款。时间周期的缩短是市场驱动的，但是研发工作的要求一点没有减少。面对这样的客观情况，我们必须要有相应的解决方案。

第三，是人的挑战。人够不够？人是不是团队需要？团队是否有交付能力？分享一个我们最近在岗位定位上发现的问题：举个例子，目前的交付产品包含算法+软件两层面，，我们既希望算法工程师提供优秀的算法，又希望算法工程师把算法变成软件，供给其他团队调用，把负荷能力积压在了一个人身上。

最后，因为高性能计算的复杂性，行业提到了软硬解耦、软软解耦，以及新的供应链形态。事实上，中国汽车产业发展了30年，已经形成了固有的一套体系，智能化对新的供应商提出的需求是远远快于新兴产业成长速度的，这个时候，就会出现很多项目交付失败的问题。

具有中国特色的零部件供应商是什么样的？行业一直在谈国产自主，底层逻辑就是：全球有一套解决方案，我们要脱离对外国的依赖，形成一套国内的方案。很多人认为先将国外的东西复制一套，但是，国外有国外的生态和需求，国外能成功的一套方案或者供应链，拿到国内简单复制，真的可以成功吗？

映驰科技在2018年就捕捉到了中间件这一发展方向，我们调研了当时在这一领域成绩非常优秀的各家公司，发现：“学我者生，抄我者死”。要形成自己的核心竞争力，就需要深入挖掘行业痛点：这个问题在中国的环境里是否存在？是否有变种和新特点？如果有，我们的解决方案是不是要做调整？

高性能计算群解决方案X-Computing Grouplet（XCG）

基于这些当前遇到的挑战，我们映驰科技协同地平线征程5推出了高性能计算群解决方案XCG，接下来介绍下我们的应对之策。

高性能计算群首先得算力够强。映驰科技的XCG Gen1采用国民级的地平线征程5芯片作为主芯片，搭配恩智浦S32G 399和TI TDA4作为高性能逻辑计算单元，系统拥有多达20个CPU、4个DSP、2个CV引擎及一个GPU，达到强大的AI算力。XCG平台有三个插槽，其中两个是供SOC使用，另外一个是供协处理器使用。协处理器的插槽，标准搭配是NXP S32G399A，也可以搭配英飞凌TC397 MCU，甚至像我们国产的解决方案芯驰的E3系列。

XCG Gen1具备开放的硬件与软件配置，能助力量产方案实现快速开发和定制落地。这一高性能计算群开放硬件配置，在控制器上可以选择1-2片的征程5芯片，应对不同场景的智能驾驶和智能座舱应用；同时可选择不同的MPU、MCU，打造定制化的混合计算群平台。

为了方便开发者使用，我们在选包中也提供水冷的机械解决方案，水冷更多是为了定点项目，即车辆已经具备水冷的改装条件，要去做耐酒精实验来部署产品形态，但是在平时的开发过程中用的更多还是风冷的的方案。

介绍一下这套平台的系统化框图，重点是外传感器接口和整车上车载总线接口。先从内部开始讲，内部芯片的通讯方式有三大类：第一种是低速的SPI+GPIO，属于数据层的连接，传输运算结果和诊断信息等；第二种是通过以太网进行连接，这里选用了两颗以太网交换机进行串联，内部也是通过千兆以太网进行连接，传输融合数据和中间计算结果；第三种是通过PCIE进行连接，有EP、RP通讯模式通过高带宽的高速连接传输传感器元数据等。以上三种层面的互相连接，都是从数据层慢慢过渡到通讯层和协议层，其通讯带宽也是逐步加快，但实施性还是数据层更好，其他两类主要通过一些协议来保证。

这三层通讯结构保证这一产品比功能安全更多一层保障——通讯冗余，不同信息流可部署在不同通讯网线。围绕这样一个计算平台，我们提供丰富的接口，可以支持L2、L2+、L3各种应用。由于带宽和后端处理能力大增，这一高性能计算群产品可以接入12路摄像头，且支持全800万像素接入。此外，还有10路以太网接口以及可接入4D雷达、激光雷达、超声波等设备。

在这个平台上，除了提供这样一套开放硬件环境之外，我们还提供适配于Linux的底层软件平台。除了高性能计算硬件+软件，我们还为它匹配经过地平线算法认证的摄像头，以及外围的传感器，这样就形成一个完善的产品链。在这个产品链上面，还提供基于中间件和应用开发的工具链。

此外，这套方案采用的是上板+主板插卡式的连接方式。行业关注：振动过程中会不会产生可靠性风险？大家可以放心，我们最终用户是开发者，我们这种连接也通过了各家主机厂的试验要求，完全没有问题。

这种连接方式的好处在于：更有助于开发者去评估不同平台之间的差异，同时，由于已经有了一套应用开发的软件，就可以直接迁移到新的算力平台上并进行迁移部署，无需等到量产A样设计出来之后再进行，可以节省一大半的项目开发时间。

面向客户，XCG有四种应用类型：

1.      标准应用，适合没有历史包袱的研发团队，建议双J5+S32G3的组合模式，AI算力最大化；利用S32G3，4个M7内核和8个A55内核，提供充足的CPU算力，这样的组合可能是算力最大化的一种部署。

2.      适合有过2~3年的开发经验、希望保留以往软件资产的研发团队。建议在第二个SOC上部署TDA4，以完成低速的快速移植，这是一个基于老架构，成本最低的解决方案。

3.      全国产方案：双J5+芯驰的MCU，目前也有客户是采用单J5+芯驰X9+芯驰MCU的全国产方案，可以根据不同的用户场景再做调整。

4.      从3J3的平台升级变成单J5的方案，算力更强，系统更简洁。

以上所有的硬件组成的方案，映驰科技都可以提供一套完整的软件平台配套服务。映驰科技的EMOS平台对上有成熟的编程接口，符合Autosar的规范，可以直接使用；对下提供调度与通讯核心模块，满足功能安全ASIL D标准。

软件平台上的许多开发工作都可以在EMOS Studio上快速完成。第一，软件架构设计可以在Studio里实现，也可以用其他软件导入进来，形成一个软件框图，一键生成代码，所有接口用C或者C++进行编译，代码生成过程是完全自动化的。客户可以将生成后的代码置入，简化中间件的编程活动。每个进程/任务都可以配置优先级及其触发方式，可以是时间触发、数据触发或应用触发，还可以配置这些事件被打断之后的处理方式，比如终止或者等待。

其次，我们还有一个Real-Time Log，大家可以在这个监视器上面看到各个线程之间的冲突状况、利用率，以及离线分析（采集到的数据可以离线分析其有没有问题）。

除此之外，我们有完全自研的Gcase工具链，以解决智能驾驶应用软件的开发需求。GCase具备16路的CAN-FD通道，4路的千兆以太网以及DOIP等等。GCase和车辆总线以及域控的开发总线相连，可以把所有中间过程以及总线数据都记录下来。驾驶员在测试过程中碰到异常情况，只要按动一个按钮就可以将前后一分钟的数据自动通过4G网卡传送到开发工程师那里，并迅速进行问题分析。分析完之后，新的软件就可以通过4G网卡直接部署上车，驾驶员也可以继续新的软件回归测试。

刚才和大家介绍的这几个维度，都是映驰科技在解决高性能计算时代难点与痛点方面作出的努力。基于我们所提供的软硬件和工具链全套方案，结合客户给我们的反馈，可以为整个项目节省下6-9个月不等的时间。以上就是映驰科技对于这个行业的思考，希望我们的产品和服务，能够为大家提供价值！

（以上内容来自映驰科技研发VP & 联合创始人吴俊杰于2022年11月14日由盖世汽车主办，上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导，上海南虹桥投资开发（集团）有限公司协办的2022第二届智能汽车域控制器创新峰会发表的《基于地平线征程®5高性能计算平台解决方案》主题演讲。）