Quali sono le sfide nello sviluppo di chip per la guida autonoma?
L’era del 5G significa una nuova era della tecnologia dell’informazione di tutte le cose. Gli ADAS potrebbero diventare la configurazione standard dei veicoli. Con il progresso della scienza e della tecnologia, le sue funzioni sono sempre di più e i requisiti prestazionali del chip verranno continuamente migliorati, il che porterà seri problemi di gestione termica.
Lo sviluppo della tecnologia di guida autonoma richiede un aumento esponenziale della potenza di calcolo. Il sistema di guida automatica di alto livello deve elaborare i dati provenienti da più sensori in parallelo, tra cui fotocamera, radar, radar laser (LiDAR), ecc. I chip devono avere capacità di calcolo ed elaborazione dati ad alta velocità per completare la percezione complessa, il processo decisionale e il controllo attività in millisecondi. Ciò significa che i produttori di chip devono innovare costantemente e adottare tecnologie all’avanguardia come ASIC (circuiti integrati specifici per l’applicazione), FPGA (array di gate programmabili sul campo) e GPU (unità di elaborazione grafica) per soddisfare queste esigenze. La sfida affrontata dai progettisti di chip è come bilanciare prestazioni ed efficienza energetica, poiché prestazioni potenti spesso si accompagnano a un elevato consumo energetico. Ciò richiede che il chip non solo abbia una potenza di calcolo superiore, ma anche che tenga conto del rapporto di efficienza energetica nella progettazione per garantire la durata del sistema di guida automatica.
La sicurezza dei veicoli autonomi è uno dei problemi più preoccupati del pubblico. Essendo il cuore del sistema, la sicurezza del chip è fondamentale. Il chip del pilota automatico deve avere la capacità di autoispezione dei guasti e di tolleranza ai guasti per garantire che l'intero sistema possa ancora funzionare in sicurezza anche quando un singolo modulo si guasta. Inoltre, con la popolarità dei veicoli autonomi, le vulnerabilità della sicurezza del sistema potrebbero diventare il bersaglio degli attacchi degli hacker. Pertanto, il chip dovrebbe anche disporre di un solido meccanismo di protezione della sicurezza, che includa la prevenzione dell’inserimento di codice o dati non autorizzati e la garanzia della privacy e dell’integrità dei dati. Lo sviluppo di chip in grado di resistere agli attacchi fisici e di rete mantenendo al contempo un funzionamento continuo e stabile del sistema ha posto requisiti più elevati per la progettazione e la produzione dei chip.
Per i veicoli elettrici autonomi, il controllo del consumo energetico è particolarmente importante, perché è direttamente correlato all’autonomia del veicolo. La progettazione del chip deve ottimizzare il consumo energetico adottando tecniche di progettazione a basso consumo, clock gating, regolazione dinamica della tensione e altri metodi per ridurre il consumo energetico del chip in varie modalità operative. L’ottimizzazione efficiente degli algoritmi è anche la chiave per ridurre il consumo energetico, richiedendo una stretta collaborazione tra ingegneri di algoritmi e progettisti hardware per ottenere la migliore corrispondenza tra algoritmi e hardware. Inoltre, la progettazione termica è altrettanto importante per la gestione dell'energia, soprattutto negli ambienti delle auto compatte dove le soluzioni di dissipazione del calore devono considerare i limiti di spazio, la capacità di dissipazione del calore e la stabilità del sistema.
Anche se il sistema di guida automatica necessita di chip ad alte prestazioni, ciò non dovrebbe comportare un aumento eccessivo dei costi. La produzione di massa di veicoli autonomi deve contenere i costi entro un intervallo ragionevole, rendendo questi veicoli ancora attraenti per i consumatori. Il controllo dei costi richiede che i processi di progettazione, produzione e confezionamento dei chip siano economicamente efficienti. Inoltre, con lo sviluppo della tecnologia, potrebbe essere necessario aggiornare o sostituire l’hardware esistente. Anche come progettare chip facili da aggiornare ed economici è un problema che il personale di ricerca e sviluppo deve considerare.
La sfida della ricerca e dello sviluppo di chip per veicoli autonomi è multiforme e coinvolge tecnologia, costi, diritto e altri campi. Solo quando gli standard del settore saranno soddisfatti in tutti gli aspetti sarà possibile garantire la sicurezza, l’affidabilità e la popolarità dei veicoli autonomi.
