چالش‌های توسعه تراشه‌های رانندگی خودکار چیست؟
عصر 5G به معنای عصر جدیدی از فناوری اطلاعات همه چیز است. ADAS ممکن است به پیکربندی استاندارد وسایل نقلیه تبدیل شود. با پیشرفت علم و فناوری، عملکردهای آن بیشتر و بیشتر می شود و الزامات عملکرد تراشه به طور مداوم افزایش می یابد، که مشکلات جدی مدیریت حرارتی را به همراه خواهد داشت.
توسعه فن آوری رانندگی خودکار نیاز به افزایش تصاعدی در قدرت محاسباتی دارد. سیستم درایو خودکار سطح بالا نیاز به پردازش داده‌ها از چندین حسگر به صورت موازی دارد، از جمله دوربین، رادار، رادار لیزری (LiDAR) و غیره. وظایف در میلی ثانیه این بدان معناست که سازندگان تراشه برای برآوردن این نیازها نیاز به نوآوری و استفاده مداوم از فناوری‌های پیشرفته مانند ASIC (مدارهای مجتمع ویژه برنامه)، FPGA (آرایه‌های گیت قابل برنامه‌ریزی میدانی) و GPU (واحدهای پردازش گرافیکی) دارند. چالشی که طراحان تراشه با آن مواجه هستند این است که چگونه عملکرد و بهره وری انرژی را متعادل کنند، زیرا عملکرد قدرتمند اغلب با مصرف انرژی بالا همراه است. این امر مستلزم آن است که تراشه نه تنها قدرت محاسباتی برتری داشته باشد، بلکه نسبت بازده انرژی را نیز در طراحی برای اطمینان از استقامت سیستم درایو خودکار در نظر بگیرد.
ایمنی خودروهای خودران یکی از دغدغه های مردم است. به عنوان هسته اصلی سیستم، ایمنی تراشه بسیار مهم است. تراشه خلبان خودکار باید توانایی بازرسی خود خطا و تحمل خطا را داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که کل سیستم همچنان می تواند با خیال راحت در هنگام خرابی یک ماژول واحد کار کند. علاوه بر این، با محبوبیت وسیله نقلیه خودران، آسیب‌پذیری‌های امنیتی سیستم ممکن است هدف حملات هکری قرار گیرند. بنابراین، تراشه همچنین باید دارای یک مکانیسم حفاظتی امنیتی قوی، از جمله جلوگیری از کد یا تزریق غیرمجاز داده، و اطمینان از حفظ حریم خصوصی و یکپارچگی داده ها باشد. توسعه تراشه‌هایی که می‌توانند در برابر حملات فیزیکی و شبکه مقاومت کنند و در عین حال عملکرد مداوم و پایدار سیستم را حفظ کنند، نیازهای بالاتری را برای طراحی و تولید تراشه ایجاد کرده است.
برای خودروی خودران الکتریکی، کنترل مصرف برق از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا به طور مستقیم با محدوده خودرو مرتبط است. طراحی تراشه نیاز به بهینه سازی مصرف انرژی با اتخاذ تکنیک های طراحی کم مصرف، راه اندازی ساعت، تنظیم ولتاژ دینامیکی و سایر روش ها برای کاهش مصرف انرژی تراشه در حالت های مختلف عملکرد دارد. بهینه‌سازی الگوریتم کارآمد نیز کلید کاهش مصرف انرژی است و نیاز به همکاری نزدیک بین مهندسان الگوریتم و طراحان سخت‌افزار برای دستیابی به بهترین تطابق بین الگوریتم‌ها و سخت‌افزار است. علاوه بر این، طراحی حرارتی برای مدیریت توان به همان اندازه مهم است، به ویژه در محیط های ماشین فشرده که در آن راه حل های اتلاف گرما نیاز به در نظر گرفتن محدودیت های فضا، ظرفیت اتلاف گرما و پایداری سیستم دارند.
اگرچه سیستم درایو خودکار به تراشه های با کارایی بالا نیاز دارد، اما این نباید منجر به افزایش بیش از حد هزینه شود. تولید انبوه وسایل نقلیه خودران نیاز به کنترل هزینه در محدوده معقول دارد و این وسایل نقلیه را همچنان برای مصرف کنندگان جذاب می کند. کنترل هزینه مستلزم طراحی، ساخت و فرآیندهای بسته بندی چیپس است تا از نظر اقتصادی کارآمد باشد. علاوه بر این، با توسعه فناوری، ممکن است سخت افزار موجود نیاز به ارتقا یا جایگزینی داشته باشد. نحوه طراحی تراشه هایی که به آسانی ارتقا و مقرون به صرفه هستند نیز مشکلی است که پرسنل تحقیق و توسعه باید در نظر بگیرند.
چالش تحقیق و توسعه تراشه خودروهای خودران چند وجهی است که شامل فناوری، هزینه، قانون و سایر زمینه‌ها می‌شود. تنها زمانی که استانداردهای صنعت در تمام جنبه ها رعایت شود، می توان ایمنی، قابلیت اطمینان و محبوبیت خودروی خودران را تضمین کرد.
