一种自动驾驶计算系统的制作方法

本实用新型涉及自动驾驶
技术领域：
，特别涉及一种自动驾驶计算系统。
背景技术：
：传统的计算系统大多采用工控机，工控机计算能力强，但体积大，可靠性低，功耗高，不适用于车载应用，尤其是可靠性要求很高的自动驾驶场景应用。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种自动驾驶计算系统，旨在减小计算系统体积、提高可靠性的同时，加强和扩展计算系统的计算能力，使该计算系统能够应用于自动驾驶场景。为实现上述目的，本实用新型提出的自动驾驶计算系统，包括MPSOC主单元、MPSOC子单元和交换单元，所述MPSOC主单元分别与MPSOC子单元、交换单元连接；MPSOC主单元接收激光雷达数据和视觉数据，并处理理第一激光雷达数据和第一视觉数据，其中，所述激光雷达数据包括第一激光雷达数据以及第二激光雷达数据，所述视觉数据包括第一视觉数据以及第二视觉数据；MPSOC子单元接收并处理MPSOC主单元发送的第二激光雷达数据和第二视觉数据，并将处理结果发送回MPSOC主单元；交换单元设有以太网扩展接口。优选地，还包括电源单元，所述电源单元与所述MPSOC子单元连接，所述电源单元通过MPSOC子单元与所述MPSOC主单元连接，通过所述MPSOC子单元和所述MPSOC主单元与所述交换单元连接。优选地，所述MPSOC主单元通过GPIO总线扩展器和MIPI接口与所述MPSOC子单元连接。优选地，所述MPSOC主单元通过RGMII接口和SPI接口与所述交换单元连接。优选地，所述MPSOC主单元还分别连接摄像头和激光雷达。优选地，MPSOC主单元包括第一MOSOC处理器和serdes芯片，所述第一MOSOC处理器包括第一PS模块和第一PL模块，所述第一PS模块、第一PL模块分别与serdes芯片连接；所述第一PS模块包括以第一以太网控制器、CAN控制器、2个I2C控制器、2个第一SDIO控制器、第一PCIE控制器，以及第一DDR控制器；所述所述第一以太网控制器通过RGMII接口和SPI接口与交换单元连接，第一以太网控制器还连接第一以太网PHY芯片，第一以太网PHY芯片连接第一网口；所述CAN控制器连接CAN收发器，所述CAN收发器与车辆CAN总线连接；其中一个所述I2C控制器连接serdes芯片，另一个I2C控制器分别连接功率传感器、温度传感器；一个所述第一SDIO控制器连接SD卡，另一个所述第一SDIO控制器连接EMMC存储器；所述第一PL模块包括第二DDR控制器，所述第二DDR控制器外接第一DDR内存；所述serdes芯片与摄像头连接，所述第一PL模块通过MIPI接口和DVP接口与serdes芯片连接，所述第一PL模块通过并行接口和MIPI接口与MPSOC子单元连接，所述并行接口包括多个GPIO。优选地，所述MPSOC子单元包括第二MOSOC处理器，所述第二MOSOC处理器包括第二PS模块和第二PL模块；所述第二PS模块包括以第二太网控制器、2个第二SDIO控制器、第二PCIE控制器，以及第三DDR控制器；第二以太网控制器连接第二以太网PHY芯片，第二以太网PHY芯片连接第二网口，一个所述第二SDIO控制器连接SD卡，另一个所述第二SDIO控制器连接EMMC存储器；所述第二PL模块包括第四DDR控制器，所述第四DDR控制器外接第二DDR内存；所述第二PL模块通过并行接口和MIPI接口与MPSOC主单元连接，所述并行接口包括多个GPIO。优选地，所述还包括电源单元，所述电源单元与所述MPSOC子单元连接，所述电源单元通过MPSOC子单元与所述MPSOC主单元连接，通过所述MPSOC子单元和所述MPSOC主单元与所述交换单元连接。优选地，所述MPSOC主单元和MPSOC子单元还包括时钟单元，所述时钟单元包括系统参考时钟、内存参考时钟和serdes参考时钟。优选地，所述serdes芯片还连接有FAKRA连接器，并通过FAKRA连接器与摄像头连接。优选地，所述第一PL模块还连接有HDMI发送器，所述HDMI发送器连接滤波器，所述滤波器通过HDMI连接座连接显示设备。本实用新型自动驾驶计算系统，包括MPSOC主单元、MPSOC子单元和交换单元，所述MPSOC主单元分别与MPSOC子单元、交换单元连接；MPSOC主单元接收激光雷达数据和视觉数据，并处理一部分的激光雷达数据和一部分的视觉数据；MPSOC子单元接收并处理MPSOC主单元发送的另一部分激光雷达数据和另一部分视觉数据，并将处理结果发送回MPSOC主单元，扩充MPSOC主单元的逻辑资源；交换单元扩展普通以太网。通过采用MPSOC单元，MPSOC单元上集成了多个处理器核，且具有强大的计算运行效率，通过MPSOC主单元和MPSOC子单元连接，MPSOC主单元接收的数据量大时，可以将一部分数据发送至MPSOC子单元同时进行处理，且MPSOC主单元和MPSOC子单元具有多个灵活的接口和资源扩展设计模块，可以模块化搭配其它传感器及融合平台，进一步加强和扩展计算系统的计算能力，采用交换单元扩展普通以太网，加强了系统的传输速率，该计算系统体积小，可靠性高，使该计算系统能够应用于自动驾驶场景，使自动驾驶能够加速处理深度学习和数据融合。附图说明图1为本实用新型自动驾驶计算系统第一实施例的结构示意图；图2为本实用新型自动驾驶计算系统第二实施例的结构示意图；图3为本实用新型自动驾驶计算系统第三实施例的结构示意图；图4为本实用新型自动驾驶计算系统第四实施例的结构示意图；图5为本实用新型自动驾驶计算系统第五实施例的结构示意图。附图标号说明：MPSOC主单元1MPSOC子单元2交换单元3电源单元4第三网口5第一PCIE控制器6SD卡7CAN收发器8第一网口9第二PCIE控制器10插接件11第二网口12FAKRA连接器13HDMI连接器14————本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面结合附图及具体实施例就本实用新型的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型提出一种自动驾驶计算系统，体积小、可靠性高，计算能力强，该计算系统能够应用于自动驾驶场景。参照图1至5，图1为本实用新型自动驾驶计算系统第一实施例的结构示意图；图2为本实用新型自动驾驶计算系统第二实施例的结构示意图；图3为本实用新型自动驾驶计算系统第三实施例的结构示意图；图4为本实用新型自动驾驶计算系统第四实施例的结构示意图；图5为本实用新型自动驾驶计算系统第五实施例的结构示意图；在本实用新型实施例中，该自动驾驶计算系统，包括MPSOC主单元1、MPSOC子单元2和交换单元3，所述MPSOC主单元1分别与MPSOC子单元2、交换单元3连接；MPSOC主单元1接收激光雷达数据和视觉数据，并处理第一激光雷达数据和第一视觉数据，其中，所述激光雷达数据包括第一激光雷达数据以及第二激光雷达数据，所述视觉数据包括第一视觉数据以及第二视觉数据；MPSOC子单元2接收并处理MPSOC主单元1发送的第二激光雷达数据和第二视觉数据，并将处理结果发送回MPSOC主单元1，扩充MPSOC主单元1的逻辑资源；交换单元3设有以太网扩展接口；如图1所示。本实用新型技术方案通过采用MPSOC单元，MPSOC单元上集成了多个处理器核，且具有强大的计算运行效率，通过MPSOC主单元1和MPSOC子单元2连接，MPSOC主单元1接收的数据量大时，可以将一部分数据发送至MPSOC子单元2同时进行处理，且MPSOC主单元1和MPSOC子单元2具有多个灵活的接口和资源扩展设计模块，可以模块化搭配其它传感器及融合平台，进一步加强和扩展计算系统的计算能力，采用交换单元3扩展普通以太网，加强了系统的传输速率，该计算系统体积小，可靠性高，使该计算系统能够应用于自动驾驶场景，使自动驾驶能够加速处理深度学习和数据融合。进一步地，还包括电源单元4，所述电源单元4与所述MPSOC子单元2连接，所述电源单元4通过MPSOC子单元2与所述MPSOC主单元1连接，通过所述MPSOC子单元2和所述MPSOC主单元1与所述交换单元3连接，如图2所示。电源单元4负责将汽车提供的电源进行分配或者转换成电路器件需要的电压，通过电源单元4的智能化管理降低了计算系统的功耗，电源单元4通过插接件11连接汽车电源，即从汽车电源获取供电，为MPSOC主单元1、所述MPSOC子单元2、交换单元3提供电源，该插接件11还连接汽车CAN总线，通过汽车CAN总线与CAN收发器8连接。汽车FPGA板卡的主电源输入为12V或24V，板上所有的电源模块供电都需要从此12V或24V产生。对于电流比较大的负载，电源单元4使用开关电源模块，对于电流比较小或者对电源要求较高的负载，电源单元4采用LDO(低压差线性稳压器)芯片作为电源芯片。电源单元4给MPSOC主单元1、所述MPSOC子单元2、交换单元3提供5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V、0.85V和0.6V等电压，且要满足MPSOC主单元1、MPSOC子单元2、交换单元3对每种电压需求、功耗需求、电源特性指标需求，并且还要支持对上电顺序的控制及电源状态的监控。为了达到此目的，电源单元4采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)控制整板其它模块的上电。进一步地，所述MPSOC主单元1通过GPIO总线扩展器和MIPI接口与所述MPSOC子单元2连接。MPSOC主单元1通过UART异步收发传输器异步串行通信与MPSOC子单元2进行控制命令和少量数据交互；MPSOC主单元1与MPSOC子单元2之间有多个GPIO信号相连，例如有72个GPIO信号相连，这些信号都是通过MPSOC主单元1的PL模块与MPSOC子单元2的PL模块相连且可以用作高速GPIO，多个GPIO构成并行通信接口，提高带宽，用于MPSOC主单元1向、MPSOC子单元2之间传输视觉数据或处理后的结果数据；MIPI接口用于MPSOC主单元1向MPSOC子单元2传输视觉数据，MIPICSI2.0接口与MIPICSI2.0接口标准相对应；MIPICSI2.0接口标准为MIPI(MobileIndustryProcessorInterface，即移动产业处理器接口)摄像机接口标准的升级版本。进一步地，所述MPSOC主单元1通过RGMII接口和SPI接口与所述交换单元3连接。交换单元3用于实现普通以太网接口扩展。在硬件设计上，包括普通以太网交换芯片。普通以太网交换芯片与标准以太网相对应，标准以太网可以理解为各类普通的传统以太网；交换单元3对外设置有第三网口5，所述第三网口5可以为3个，所述第三网口5包括RJ45以太网接口，对内通过RGMII接口和SPI接口与MPSOC相连。RGMII接口(ReducedGigabitMediaIndependentInterface)，即吉比特介质独立接口。RGMII接口均可采用4位数据接口，工作时钟125MHz，并且在上升沿和下降沿同时传输数据，传输速率可达1000Mbps，采用RGMII接口可降低电路成本，并减少实现该接口的器件的引脚数(如从25个减少到14个)。所述MPSOC主单元1通过RGMII接口和SPI接口与交换单元3进行激光雷达数据和视觉数据交互,SPI接口为同步串行外设接口。进一步地，所述MPSOC主单元1还分别连接摄像头和激光雷达。MPSOC主单元1是系统的核心处理单元，分别连接摄像头和激光雷达，负责处理激光雷达数据和视觉数据。MPSOC主单元1的Serdes芯片连接摄像头，Serdes芯片通过MIPI接口或DVP接口与MPSOC主单元1的PL模块相连，Serdes芯片接收多路摄像头的视觉数据后进行解串，再将解串后的视觉数据发送至PL模块处理，PL模块通过MIPI接口可接收多路720分辨率30帧的摄像头的视觉数据，或通过DVP接口接收多路720分辨率30帧的摄像头的视觉数据，MPSOC主单元1通过网口连接激光雷达，可接收3路激光雷达的点云数据。进一步地，MPSOC主单元1包括第一MOSOC处理器和serdes芯片，所述第一MOSOC处理器包括第一PS模块和第一PL模块，所述第一PS模块、第一PL模块分别与serdes芯片连接；所述第一PS模块包括以第一以太网控制器、CAN控制器、2个I2C控制器、2个第一SDIO控制器、第一PCIE控制器6，以及第一DDR控制器；所述所述第一以太网控制器通过RGMII接口和SPI接口与交换单元3连接，第一以太网控制器还连接第一以太网PHY芯片，第一以太网PHY芯片连接第一网口9；所述CAN控制器连接CAN收发器8，所述CAN收发器8与车辆CAN总线连接；其中一个所述I2C控制器连接serdes芯片，另一个I2C控制器分别连接功率传感器、温度传感器；一个所述第一SDIO控制器连接SD卡7，另一个所述第一SDIO控制器连接EMMC存储器；所述第一PL模块包括第二DDR控制器，所述第二DDR控制器外接第一DDR内存；所述serdes芯片与摄像头连接，所述第一PL模块通过MIPI接口和DVP接口与serdes芯片连接，所述第一PL模块通过并行接口和MIPI接口与MPSOC子单元连接，所述并行接口包括多个GPIO，如图3所示；MOSOC主单元包括第一MOSOC处理器(FPGA+ARM+GPU)和serdes芯片。第一MOSOC处理器在硬件上包括第一PS模块和第一PL模块。第一PS模块包括72比特的第一DDR控制器(8比特作为ECC功能使用)，可提供2.5GB以上的内存空间。第一PS模块的SERDES配置成Endpoint属性的第一PCIE控制器6，预留资源扩展用，通过第一PCIE控制器6的连接座和金手指可以和其它板卡系统级联，高速高带宽数据的交互和资源宽展，如本计算加速系统两个或多个连接或者本计算加速系统和融合系统连接等。PCIE控制器是一种高速串行计算机总线标准的控制器，第一PCIE控制器6包括PCIe2.0x4Lanes控制器，所述“2.0”为第二代标准，总线速度为5GT/s；“x4Lanes”是指采用四条总线(Lane)，一条总线支持500MB/s的传输速率，MPSOC主单元1可集成两个PCIe2.0x4Lanes控制器，控制器的属性可根据实际需要进行配置，例如配置为RC(Rootcomplex，即根复合体)属性或者EP(Endpoint，即端点设备)属性。其中，将其中一个PCIe2.0x4Lanes控制器配置为RC属性；通过该PCIe2.0x4Lanes控制器，MPSOC主单元1与其它板卡数据交互，另外一个PCIe2.0x4Lanes控制器也可配置为RC属性，并连接至夹板式PCIE连接器，用以预留资源扩展。PS模块的第一以太网控制器GEM2同交换单元3以RGMII接口连接(MAC与MAC互联)，GEM3外挂第一以太网PHY芯片连接第一网口9，第一网口9包括RJ45以太网接口，连接激光雷达，供调试或接入激光雷达数据用。PS模块的CAN控制器连接CAN收发器8，所述CAN收发器8通过CAN接口与车辆CAN总线连接；通过与车辆CAN总线连接实现车辆其它系统数据通信交互，信息扩展，例如和车辆的ECU系统或传感器通信交互等，获取车辆的运动状态、实时车速、方向盘转向等信息；第一PS模块包括两个第一SDIO控制器，其中一个第一SDIO控制器挂接EMMC，用于MPSOC程序的存储；另一个第一SDIO控制器挂接SD卡7，供调试使用。PS模块的I2C(同步串行总线)控制器连接至serdes芯片完成serdes及摄像头的配置初始化，其中一个I2C控制器连接至功率传感器和温度传感器等芯片完成整板功率及温度的检测。所述第一PL模块可例化出80比特的第二DDR控制器，提供2.5GB的内存空间，还可外接5个比特的第一DDR内存；serdes芯片与摄像头连接，第一PL模块HPBANK可例化出MIPI接口，所述MIPI接口包括MIPICSI-2RX，第一PL模块通过MIPI接口与serdes芯片连接，serdes芯片将视觉数据解串为MIPI或DVP接口数据发送给MPSOC的PL端处理。PL模块可通过MIPI接口接收4路视觉数据，视觉数据包括LVDS视觉数据。PL模块通过DVP接口接收连接serdes芯片的2路摄像头的并行接口发送的视觉数据(外同步)，并行接口包括多个GPIO。PL模块预留MIPI接口和72比特的并行接口连接至MPSOC子单元2，实现MPSOC主单元1与MPSOC子单元2之间的数据交互。进一步地，所述MPSOC子单元2包括第二MOSOC处理器，所述第二MOSOC处理器包括第二PS模块和第二PL模块；所述第二PS模块包括第二以太网控制器、2个第二SDIO控制器、第二PCIE接口，以及第三DDR控制器；第二以太网控制器连接第二以太网PHY芯片，第二以太网PHY芯片连接第二网口12，一个所述第二SDIO控制器连接SD卡7，另一个所述第二SDIO控制器连接EMMC存储器；所述第二PL模块包括第四DDR控制器，所述第四DDR控制器外接第二DDR内存；所述第二PL模块通过并行接口和MIPI接口与MPSOC主单元1连接，所述并行接口包括多个GPIO，如图3所示。MPSOC子单元2用于扩充MPSOC主单元1的逻辑资源。辅助主单元进行数据的处理，加快系统的计算运行速率，在硬件设计上，包括第二MOSOC处理器(FPGA+ARM+GPU)。第二MPSOC处理器在硬件上包括第二PS模块和第二PL模块。第二PS模块含有一个72比特的DDR控制器(8比特作为ECC功能使用)。第二PS模块的SERDES配置成Rootcomplex属性的第二PCIE控制器10，所述第二PCIE控制器10包括PCIe2.0x4Lanes控制器，预留资源扩展使用。第二PS模块的第二以太网控制器GEM3外挂一颗以太网PHY芯片连接至后面板第二网口12，所述第二网口12包括RJ45以太网接口，供调试用，还可通过多个以太网接口与外界其他系统自由灵活连接和资源宽展。第二PS模块包括2个第二SDIO控制器，其中一个第二SDIO控制器挂接EMMC，用于MPSOC程序的存储；另一个第二SDIO控制器挂接SD卡7，供调试使用。第二PL模块可例化出80比特的DDR4控制器，提供2.5GB的内存空间，并可外接5个16比特的DDR4内存。第二PL模块预留MIPI接口和72比特的并行接口连接至MPSOC主单元1的第一PL模块，所述并行接口包括多个GPIO，实现MPSOC子单元2与MPSOC主单元1之间的数据交互。进一步地，所述MPSOC主单元1和MPSOC子单元2均还包括时钟单元，所述时钟单元包括系统参考时钟、内存参考时钟和serdes参考时钟。MPSOC处理器工作时需要的参考时钟包括系统参考时钟(33.33333MHz)、内存参考时钟(100MHz)和SerDes参考时钟(100MHz)等，均通过外接LVDS差分晶振提供。进一步地，所述serdes芯片还连接有FAKRA连接器13，并通过FAKRA连接器13与摄像头连接，如图4所示。FAKRA连接器13是车载常用的连接器，用来连接外部摄像头，所述摄像头包括LVDS高清摄像头。摄像头视觉数据经过serdes芯片解串，通过MIPI接口和DVP接口与MPSOC主单元1的第一PL模块相连接。进一步地，所述第一PL模块还连接有HDMI发送器，所述HDMI发送器连接滤波器，所述滤波器通过HDMI连接座连接显示设备，如图5所示。MPSOC主单元2要显示的数据通过第一PL模块的并行接口发给HDMI发送器，HDMI发送器经并行接口数据转换成差分的LVDS信号，再经过滤波器发送到HDMI连接器14，最后通过HDMI连接器14发送至与HDMI连接器14连接的显示设备，通过显示设备进行显示。进一步地，所述MPSOC主单元1和所述MPSOC子单元2还连接有USB2.0连接器，通过USB2.0连接器预留对外数据传输存储及调试。应当说明的是，本实用新型的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3