面对未来智能汽车的高效能运算布局，你准备好了吗?

智能汽车应用生态的需求高速成长

近年来全球车用半导体芯片市场大幅快速成长，根据摩根士丹利(Morgan Stanley) 2023年所发布的最新报告中指出，未来五年内的汽车高效能运算Automotive HPC （High-Performance Computing）半导体市场将会整整成长三倍，整体潜在市场估计将于2023年达到20亿美元，并且在2027年增长至60亿美元，年复合增长率(CAGR)为可观的29%。与此同时，受惠于汽车高效能运算芯片客制化设计需求的增加，芯片设计服务厂的预估累积收益可望在未来五年内提升多达20亿美元。

［应用技术考虑］高速实时运算、数据沟通与传输

在新的连网汽车发展趋势下，高速数据通讯与Automotive HPC高性能运算平台需针对车辆内部各个电子控制单元ECU（Electronic Control Unit）进行整合管理与运算处理；因应不同ECU数据流量与低延迟需求，Automotive HPC也需要搭配符合PCIe标准与AEC-Q100认证的PCIe封包切换器，藉此实现与各端点之间的高速整合、沟通与传输。

以「高频毫米波雷达应用」为例，各雷达感测数据将经由ECU再集中到Automotive HPC的实时图像处理单元。因此这类高流量实时图像处理需要搭配高速、低延迟、高可靠度且同步实时性良好的传输接口，例如传输速度可达10Gbps的Automotive Ethernet MultiGBASE-T1：

与PC主板概念类似；Automotive HPC是透过PCIe信道搭配CPU、内存、I/O接口进行平台式的架构整合，如此才能整合控制车内各个ECU的沟通与运算。

各种不同类型的高速实时运算与应用：

✔ 传感器环境信息实时判读

✔ 智能座舱／用户体验相关数据运算

✔ 车辆控制／云端、物联网服务相关沟通与运算

✔ 自驾功能的实时高速运算

✔ 车辆安全与传感运动之高速运算／集中处理

从上述介绍中我们不难发现，Automotive HPC在高频高效能运算电子组件、高速传输接口以及复杂运算处理、资源分配的特性，再搭配上各种车辆的复杂应用情境条件，都再再证明了Automotive HPC对整个平台的讯号传输实时处理、系统稳定度、耐久度、兼容性与安全性的要求上有多严苛。

图片：在瞬息万变的行车过程中，任何HPC的潜在问题都有可能影响车辆操控、导致重大车祸发生，不可不慎。

智能汽车应用生态的潜在风险与危机，及开发上的挑战

开发者对Automotive HPC应用生态的熟悉度，可能力有未逮

大多数车厂或Tier1开发者缺乏PC领域/组件的相关开发经验及专业，对于Automotive HPC这种高度整合、高效能的平台方案不见得熟悉。

例如2021年Tesla就曾因闪存使用耐久度/寿命问题导致召回事件。

而造成此问题的原因便是车厂开发人员对PC相关组件规格与设计方案不够熟悉：

https://www.eenewseurope.com/en/flash-memory-failure-leads-to-tesla-recall/

图片出处：eeNews Europe

开发者对Automotive HPC用户情境的事前评估与规划，可能有所不足

举例来说，在实际的应用情境 (User Scenario)条件下，当车辆环境温度变化较大，HPC组件就容易遭遇到高温条件的考验。CPU过热而运行缓慢或重新启动的状况下，就可能导致车机中控屏幕无法显示后视摄影机影像、换文件选择、挡风玻璃能见度控制设定以及警示灯，进而增加事故风险。

Tesla在2022年就曾因CPU过热问题导致召回事件。

此问题肇因于「高温条件」用户情境仿真并未在开发阶段被考虑：

https://electrek.co/2022/05/10/tesla-recalls-130000-vehicles-cpu-overheating-fix-software-update/

图片出处：Electrek

隐藏在其它应用情境（User Scenario）背后的潜在危机

无线讯号质量差或延迟，导致车主无法实时接收路况信息
传输错误率过高或噪声影响，导致车辆功能错误、无法正常运作
智能座舱功能错误或反馈过慢需反复操作，导致驾驶难以专注路况
高温环境、震动或耐久度差，导致车辆系统容易发生故障现象
资安问题或黑客入侵，导致车辆运作失能，恐酿车祸危害人身安全
智能座舱与用户手机、接口设备兼容性问题，导致相关功能无法正常运作

这些应用风险可能来自于开发阶段的一些常见问题：

开发阶段Automotive HPC搭配高频传输接口时的常见问题

阻抗不匹配
时间延迟
噪声过多
衰减过大
误码率过高
讯号强度不足/异常
格式不正确

而之所以会导致这些问题发生，主要可能是开发人员遇到了一些难以跨越的挑战与瓶颈：

大多数车厂或Tier1开发者可能会遭遇到的技术门槛

缺乏高速高频测试经验
仪器设备的资源有限
验证环境的不易架设
新技术的导入能力有限
测试规格标准未能实时更新
用户情境仿真或测试手法的设计难度较高
欠缺专业验证人员的顾问咨询，以及测试验证的实务经验

Faster, Easier, Better！百佳泰Automotive HPC顾问验证方案

针对上述这些潜在危机、常见问题以及开发人员可能会遭遇到的难处，百佳泰都可提供相对应的环境设备仪器与顾问验证方案，协助开发人员搭配Automotive HPC各项标准、规格与开发需求进行高频量测或自动化治具导入。

像Automotive HPC这样高频高速、且高度集成的复杂平台方案，前期产品规划阶段的重要性攸关最终成败不言而喻，例如组件选用、布线安排、规格数据或是功能设计规划，都极有可能会大幅影响到「开发阶段成本投入」与「产品开发期程的时间控管」。即便产品规划阶段不需要实际投入大量的测试时数，却反而更需要与车厂或Tier1之间紧密合作、沟通讨论以及前期评估，这是百佳泰长期来协助不同客户伙伴的合作重点，也是我们一路走来的核心要求。

透过事前规划、专业仪器设备、治具与多年产品质量改善经验，百佳泰可提供Automotive HPC开发阶段相关规格的整合顾问咨询、策略研拟及讨论，与客户一同为产品质量进行严格把关，提供你更快、更有效及更完善的解决方案。

Faster：协助客户进一步加快产品检测周期

高频治具设计与测试服务

百佳泰研发团队根据市场不同的Form Factor 研究开发出相互对应的高频测试模块，可满足不同系统 Host 端的 Tx/Rx Electrical Signals测试需求。

百佳泰 测试治具

→ PCIe CLB Test Fixture

→ DR/LPDDR Interposer

各式高频高速量测仪器、主流设备与完善测试环境

车内线缆会绕过座椅、车门、车轮、甚至汽车引擎等各种零组件，在这样的复杂环境中，开发阶段需考虑整个系统环境的相互干扰。因此，百佳泰能针对不同的环境状况（如高温、湿度大、物理压力、多信号干扰等）提供客制化顾问验证方案，搭配各类仪器进行量测，以确保车载线缆在复杂环境下仍能正常运作。

车载高速传输接口测试

Scope: Keysight 33G, Tektronic 25G, R&S
BERT: Keysight 32G, Tektronic 20G, Anrizu 32G
Network analyzer : Keysight 20G, Anrizu 20G
USB-PD: LeCroy, MQP, Ellisys, GRL, Chroma
IOP: Vector
Authorized by Intel, Apple, Microsoft, USB, HDMI, Wifi, ETC

温湿度箱，震动摇晃设备, 各式RF Chamber, 暗房, 无响室

Easier：协助客户以更便捷的方式提升产品效能

产品评测验证与服务

→ ART车机测试智慧平台解决方案

可针对「Automotive HPC平台／智能座舱功能」进行System Level整合验证测试；此平台可进行灵活客制化验证方案设计，非常适合对应、智能座舱内部各种多样化User Scenario Simulation功能需求。

→ Automotive HPC平台传输高速接口测试

→ Automotive HPC平台关键组件测试

→ 车机有线传输接口测试与顾问

→ 车机无线测试与顾问

→ 车用智能语音助理验证

→ 用户情境仿真与功能整合性测试

→ 产品软/硬件版本更新回归验证

→ HIL(Hardware in the loop)硬件在环仿真AI测试

→ HALT(Highly Accelerated Life Testing)高加速产品寿命验证

HALT可针对「Automotive HPC平台／智能座舱功能」进行各种实车环境的用户情境条件仿真测试（如震动、高低温、Combine Cycle 组合测试…）

Better：致力于提供客户更加完善的服务质量

顾问咨询、策略讨论服务

法规、技术标准咨询及教育训练
模块及零件供货商评估
Automotive HPC技术规格设计重点评估、顾问咨询
Automotive HPC软硬件整合评估、顾问咨询
前期阶段Sample Test，依测试结果提供修改建议、顾问咨询与改善策
各类型测试方案规划、策略讨论
产品验证与问题分析
市场客诉问题厘清、修正建议

做为各大认证和规范的技术先驱，百佳泰同时也与各协会保持密切关系，可为车用领域客户从设计层、物理层、应用层360度提供专业指导与测试，我们持续不断与Mercedes-Benz、BMW、VOLVO、Audi、Toyota、FORD、NISSAN与Mazda等国际知名品牌大厂进行多项合作，且已发展出多项车用相关专业技术，为您带来最新技术的协议变革与方向！百佳泰诚挚邀请您一同在汽车的领域持续前进！