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浪潮信息進(jìn)軍自動駕駛大約在2021年底，首先是算法部分，2022年10月浪潮信息提出了純視覺的DABNet4D，2023年3月提出IEI-BEVFusion++，在關(guān)鍵性指標(biāo)nuScenes Detection Score（NDS）得到77.6%的高分，創(chuàng)造了3D目標(biāo)檢測全賽道迄今最高成績，與零跑汽車的EA-LSS并列全球第一。
圖片來源：浪潮信息
?汽車的高性能運(yùn)算可以算是邊緣計算，浪潮信息是國內(nèi)邊緣計算服務(wù)器排名第一的廠家，自然也延伸到汽車自動駕駛領(lǐng)域。
浪潮信息在2023年8月推出了EIS400自動駕駛域控制器和AutoDRRT計算框架，和汽車領(lǐng)域的廠家有比較大的差別。
EIS400自動駕駛域控制器
EIS400:基于ECOM模塊化設(shè)計
EIS400框架圖
圖片來源：浪潮信息
EIS400使用4個英偉達(dá)頂配Orin做AI加速與協(xié)處理器，這4個AI加速和協(xié)處理器任務(wù)完全不同，每一個任務(wù)領(lǐng)域只有一個Orin在負(fù)責(zé)，換句話說，這不是4個Orin并聯(lián)，而是近似串聯(lián)，4個相對獨(dú)立的協(xié)處理器，這與傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域的域控制器相比差別較大。
作為服務(wù)器領(lǐng)域的專業(yè)廠家，浪潮自然使用了PCIe交換機(jī)連接4個Orin，而傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域為了節(jié)約成本，一般用以太網(wǎng)交換機(jī)。目前主流的以太網(wǎng)交換機(jī)帶寬非常低，只有0.125GB/s，而英偉達(dá)多顯卡之間連接用的NVLink帶寬是900GB/s，差距懸殊，想要并聯(lián)4個Orin讓算力增加4倍完全不可能，頂多增加10%。浪潮使用了比較成熟的性價比高的三代PCIe交換機(jī)，連接Orin的是8通道，帶寬是8GB/s；連接CPU的是16通道，帶寬是16GB/s。目前PCIe已經(jīng)進(jìn)化到第六代，單通道帶寬就可達(dá)64GB/s，是三代的8倍，當(dāng)然價格也差不多是三代的4倍。浪潮也用了以太網(wǎng)交換機(jī)，這個以太網(wǎng)交換機(jī)也非常強(qiáng)大，具備8個千兆以太網(wǎng)接口和三個SGMII接口，可以接4個激光雷達(dá)。通常百兆以太網(wǎng)也勉強(qiáng)可以，但浪潮為長遠(yuǎn)考慮，用了千兆接口。
BMC系統(tǒng)監(jiān)控應(yīng)該就是服務(wù)器領(lǐng)域常見的主板管理控制器（Baseboard Management Controller），MC是一種單獨(dú)的芯片或嵌入式處理器，具有自己的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)接口，可直接連接到網(wǎng)絡(luò)。通過BMC，系統(tǒng)管理員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控、維護(hù)、更新和控制服務(wù)器。BMC提供了系統(tǒng)管理固件、應(yīng)用程序、外設(shè)和傳感器，支持包括KVM（鍵盤、視頻、鼠標(biāo)）、電源管理、虛擬媒體、SNMP以及日志記錄和遠(yuǎn)程訪問等功能。服務(wù)器領(lǐng)域?qū)煽啃缘囊蠼z毫不低于汽車。
安全MCU 還是離不開英飛凌的TC397，浪潮還特別加了一個CPLD來負(fù)責(zé)處理定位信息，即PPS（Precise Positioning Service），這個不是美國GPS的PPS，也不是pulse per second。CPLD可以看作一個縮微版的FPGA。
浪潮是把服務(wù)器領(lǐng)域的技術(shù)引入到汽車自動駕駛上，服務(wù)器都是多顯卡加CPU配置，4個英偉達(dá)Orin可以看作4張顯卡。CPU還是基于x86系統(tǒng)。
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浪潮的AutoDRRT還是基于ROS2的改造。
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ROS是無人出租車領(lǐng)域最常見的操作系統(tǒng)，除了百度，基本上都是ROS系統(tǒng)。ROS最初是斯坦福大學(xué)人工智能實驗室與機(jī)器人技術(shù)公司W(wǎng)illow Garage共同開發(fā)的，2008年以后主要由Willow Garage公司推動，維護(hù)。
2012年以后，Willow Garage中有一個ROS團(tuán)隊，從公司中獨(dú)立出來后，成為了非盈利組織the Open Source Robotics Foundation(OSRF)，主要負(fù)責(zé)維護(hù)和更新ROS。ROS2是2016年底推出的，目前最新版本是2023年5月的Iron Irwini，大約每隔1年升級一次。采用ROS2最知名的自動駕駛開源架構(gòu)就是AUTOWARE。ROS的核心功能可以看作是一個通信中間件，用于傳感器和節(jié)點(diǎn)之間通信。
提到ROS就不得不提AUTOWARE，Autoware最早是由名古屋大學(xué)研究小組在加藤伸平教授(Prof. Shinpei Kato)的領(lǐng)導(dǎo)下于2015年8月正式發(fā)布。2015年12月下旬，加藤伸平教授創(chuàng)立了Tier IV，以維護(hù)Autoware并將其應(yīng)用于真正的自動駕駛汽車。如今主要分為兩個大版本: 基于ROS 1的AutoWare.ai和基于ROS2的AutoWare.auto，Autoware.universe。它能夠廣泛的應(yīng)用于多種車輛的自動駕駛商業(yè)部署。Autoware自動駕駛框架已經(jīng)在20多個國家、30多種車型、500多個公司使用。Autoware 提供了一套豐富的自動駕駛模塊，由傳感、計算和驅(qū)動能力組成，包括定位、映射、目標(biāo)檢測和跟蹤、交通燈識別、任務(wù)和運(yùn)動規(guī)劃、軌跡生成、車道檢測和選擇、車輛控制、傳感器融合、相機(jī)、激光雷達(dá)、雷達(dá)、深度學(xué)習(xí)、基于規(guī)則的系統(tǒng)、連接導(dǎo)航、日志記錄、虛擬現(xiàn)實等。
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目前，The Autoware Foundation負(fù)責(zé)AUTOWARE的維護(hù)，有23個原始會員，其中知名會員包括AMD、ARM、富士康和華為。
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4個Orin與CPU的分工如上表。SOC2負(fù)責(zé)的是激光雷達(dá)，準(zhǔn)確的說是Velodyne的激光雷達(dá)。CPU主要負(fù)責(zé)AUTOWARE基礎(chǔ)，
優(yōu)化后延遲大大縮短。
浪潮也沒有完全照搬AUTOWARE，中間也加入了DDS。DDS是面向高可靠性場合的通信中間件，ROS的網(wǎng)絡(luò)通信提供了2種方式，TCP和UDP。TCP是默認(rèn)的通信方式。
TCP簡單來說就是：發(fā)送方發(fā)出一個信息后，接收方需要發(fā)出一個信號，告訴發(fā)送方“我收到消息了”。如果發(fā)送方?jīng)]有收到這個信號，那下一條信息就不能發(fā)出。
UDP簡單來說就是：發(fā)送方發(fā)出一個信息，不管接收方是否有接收到消息，發(fā)送方都會一直發(fā)送消息。UDP比較適合自動駕駛，當(dāng)然商業(yè)化的自動駕駛不是學(xué)術(shù)研究，需要更高級的通信。
通信中間件包括點(diǎn)到點(diǎn)，消息隊列和發(fā)布/訂閱三種工作模式，SOME/IP和DDS都采用了第三種工作模式，即發(fā)布/訂閱。相比于面向信號的CAN，SOME/IP和DDS都是面向服務(wù)的通信協(xié)議。閉源的主要有Vector公司的SOME/IP， RTI公司的DDS等。開源的主要有OPEN DDS， FAST DDS， Cyclone DDS等。SOME/IP的全稱為：Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP，是一種面向服務(wù)的傳輸協(xié)議。嚴(yán)格地說，SOME/IP不是一款特定的產(chǎn)品，而是一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其最早由寶馬在2012-2013年開發(fā)，并在2014年集成進(jìn)AUTOSAR 4.2.1中。當(dāng)前，全球最大的商用SOME/IP產(chǎn)品供應(yīng)商是Vector。開源版的SOME/IP則是由GENIVI協(xié)會來維護(hù)的。傳統(tǒng)車廠基本都是用SOME/IP。
DDS的全稱為Data Distribution Service（數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù))，是由OMG發(fā)布的分布式通信規(guī)范，采用發(fā)布/訂閱模型，提供多種QoS服務(wù)質(zhì)量策略。
DDS將分布式網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)定義為“主題”，將數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和接收對象分別定義為“發(fā)布者”和“訂閱者”，從而構(gòu)成數(shù)據(jù)的發(fā)布/訂閱傳輸模型。各個節(jié)點(diǎn)在邏輯上無主從關(guān)系，點(diǎn)與點(diǎn)之間都是對等關(guān)系，通信方式可以是點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多、多對多等，在QoS的控制下建立連接，自動發(fā)現(xiàn)和配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。
DDS最早應(yīng)用于美國海軍，用于解決艦船復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中大量軟件升級的兼容性問題，后來擴(kuò)展至航空、國防、通信、汽車等領(lǐng)域。
2018年，DDS首次被引進(jìn)AUTOSAR AP，作為可選擇的通信方式之一。ROS2和Cyber RT的底層都使用了開源的DDS，將DDS作為最重要的通信機(jī)制。與此相對應(yīng)的是，英偉達(dá)的Xavier、Orin等面向自動駕駛的SoC芯片上也都預(yù)留了DDS接口。
全球范圍內(nèi)，DDS市場份額最大的供應(yīng)商（80%左右）的是成立于1991年的美國RTI公司（全稱為Real-Time Innovations）。RTI作為OMG組織董事會的成員，主導(dǎo)了DDS標(biāo)準(zhǔn)的制定，從2004年開始負(fù)責(zé)主持DDS工作組的工作，目前已經(jīng)成為該行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，對DDS標(biāo)準(zhǔn)有足夠的權(quán)威。RTI開發(fā)的DDS品牌名為Connext,，因此又被稱為Connext DDS。
在自動駕駛領(lǐng)域比較有影響力的開源DDS是由RTI原核心團(tuán)隊成員在歐洲創(chuàng)辦的eProsima公司推出的FastDDS。在eProsima將FastDDS的源代碼開放出來后，用戶可以直接在github上免費(fèi)下載。不過用戶就需要通過向eProsima支付費(fèi)用來取得支持。出于成本的考量，英偉達(dá)的Xavier和Orin自帶的Driver.OS中便采用了FastDDS或OpenDDS這樣的開源DDS。RTI方面認(rèn)為，開源DDS是其最大的競爭對手。
AutoDRRT的容錯機(jī)制
圖片來源：浪潮信息
2023年11月，浪潮參加了日本的第五屆日本自動駕駛競賽，依靠EIS400和AutoDRRT獲得了冠軍。Japan Automotive AI Challenge是國際影響力的自動駕駛競賽之一，由日本工程師學(xué)會2019年發(fā)起，旨在針對自動駕駛開發(fā)的各類難題，面向全球自動駕駛工程師征集解決方案。2023年的挑戰(zhàn)賽圍繞工廠無人運(yùn)輸場景，像“超級瑪麗”游戲一樣，賽道會設(shè)置障礙物、煙霧氣體干擾、S 形、L 形狹窄路徑多個題目，駕駛最遠(yuǎn)距離的隊伍將獲得勝利。此次競賽吸引了東京大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、名古屋大學(xué)、浪潮信息、日產(chǎn)、松下、住友、馬自達(dá)等50多支頂尖自動駕駛團(tuán)隊參與。經(jīng)過預(yù)賽亞馬遜云線上仿真模擬比拼，有17支隊伍晉級現(xiàn)場決賽，包括7家高校隊伍和10家企業(yè)參賽隊伍。
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