智能汽車應用生態的需求高速成長
近年來全球車用半導體晶片市場大幅快速成長，根據摩根士丹利(Morgan Stanley) 2023年所發布的最新報告中指出，未來五年內的汽車高效能運算Automotive HPC （High-Performance Computing）半導體市場將會整整成長三倍，整體潛在市場估計將於2023年達到20億美元，並且在2027年增長至60億美元，年複合增長率(CAGR)為可觀的29%。與此同時，受惠於汽車高效能運算晶片客製化設計需求的增加，晶片設計服務廠的預估累積收益可望在未來五年內提升多達20億美元。
［應用技術考量］高速即時運算、資料溝通與傳輸
在新的連網汽車發展趨勢下，高速數據通訊與Automotive HPC高性能運算平台需針對車輛內部各個電子控制單元ECU（Electronic Control Unit）進行整合管理與運算處理；因應不同ECU資料流量與低延遲需求，Automotive HPC也需要搭配符合PCIe標準與AEC-Q100認證的PCIe封包切換器，藉此實現與各端點之間的高速整合、溝通與傳輸。
以「高頻毫米波雷達應用」為例，各雷達感測數據將經由ECU再集中到Automotive HPC的即時影像處理單元。因此這類高流量即時影像處理需要搭配高速、低延遲、高可靠度且同步即時性良好的傳輸介面，例如傳輸速度可達10Gbps的Automotive Ethernet MultiGBASE-T1：
與PC主機板概念類似；Automotive HPC是透過PCIe通道搭配CPU、記憶體、I/O介面進行平台式的架構整合，如此才能整合控制車內各個ECU的溝通與運 算。
各種不同類型的高速即時運算與應用：
- 感測器環境資訊即時判讀
- 智能座艙／用戶體驗相關資料運算
- 車輛控制／雲端、物聯網服務相關溝通與運算
- 自駕功能的即時高速運算
- 車輛安全與傳感運動之高速運算／集中處理
從上述介紹中我們不難發現，Automotive HPC在高頻高效能運算電子元件、高速傳輸介面以及複雜運算處理、資源分配的特性，再搭配上各種車輛的複雜應用情境條件，都再再證明了Automotive HPC對整個平台的訊號傳輸即時處理、系統穩定度、耐久度、相容性與安全性的要求上有多嚴苛。
智能汽車應用生態的潛在風險與危機，及開發上的挑戰
開發者對Automotive HPC應用生態的熟悉度，可能力有未逮
大多數車廠或Tier1開發者缺乏PC領域/元件的相關開發經驗及專業，對於Automotive HPC這種高度整合、高效能的平台方案不見得熟悉。例如2021年Tesla就曾因快閃記憶體使用耐久度/壽命問題導致召回事件。而造成此問題的原因便是車廠開發人員對PC相關元件規格與設計方案不夠熟悉：
開發者對Automotive HPC用戶情境的事前評估與規劃，可能有所不足
舉例來說，在實際的應用情境 (User Scenario)條件下，當車輛環境溫度變化較大，HPC元件就容易遭遇到高溫條件的考驗。CPU過熱而運行緩慢或重新啟動的狀況下，就可能導致車機中控螢幕無法顯示後視攝影機影像、換檔選擇、擋風玻璃能見度控制設定以及警示燈，進而增加事故風險。Tesla在2022年就曾因CPU過熱問題導致召回事件。此問題肇因於「高溫條件」用戶情境模擬並未在開發階段被考量：
隱藏在其它應用情境（User Scenario）背後的潛在危機
- 無線訊號品質差或延遲，導致車主無法即時接收路況資訊。
- 傳輸錯誤率過高或雜訊影響，導致車輛功能錯誤、無法正常運作。
- 智能座艙功能錯誤或反饋過慢需反覆操作，導致駕駛難以專注路況。
- 高溫環境、震動或耐久度差，導致車輛系統容易發生故障現象。
- 資安問題或駭客入侵，導致車輛運作失能，恐釀車禍危害人身安全。
- 智慧座艙與用戶手機、周邊設備相容性問題，導致相關功能無法正常運作。
這些應用風險可能來自於開發階段的一些常見問題：
開發階段Automotive HPC搭配高頻傳輸介面時的常見問題
- 阻抗不匹配
- 時間延遲
- 雜訊過多
- 衰減過大
- 誤碼率過高
- 訊號強度不足/異常
- 格式不正確
而之所以會導致這些問題發生，主要可能是開發人員遇到了一些難以跨越的挑戰與瓶頸。
大多數車廠或Tier1開發者可能會遭遇到的技術門檻如下：
- 缺乏高速高頻測試經驗
- 儀器設備的資源有限
- 驗證環境的不易架設
- 新技術的導入能力有限
- 測試規格標準未能即時更新
- 用戶情境模擬或測試手法的設計難度較高
- 欠缺專業驗證人員的顧問諮詢，以及測試驗證的實務經驗
Faster, Easier, Better！百佳泰Automotive HPC顧問驗證方案
針對上述這些潛在危機、常見問題以及開發人員可能會遭遇到的難處，百佳泰都可提供相對應的環境設備儀器與顧問驗證方案，協助開發人員搭配Automotive HPC各項標準、規格與開發需求進行高頻量測或自動化治具導入。
像Automotive HPC這樣高頻高速、且高度集成的複雜平台方案，前期產品規劃階段的重要性攸關最終成敗不言而喻，舉凡元件選用、佈線安排、規格數據或是功能設計規劃，都極有可能會大幅影響到「開發階段成本投入」與「產品開發期程的時間控管」。即便產品規劃階段不需要實際投入大量的測試時數，卻反而更需要與車廠或Tier1之間緊密合作、溝通討論以及前期評估，這是百佳泰長期來協助不同客戶夥伴的合作重點，也是我們一路走來的核心訴求。
透過事前規劃、專業儀器設備、治具與多年產品品質改善經驗，百佳泰可提供Automotive HPC開發階段相關規格的整合顧問諮詢、策略研擬及討論，與客戶一同為產品品質進行嚴格把關，提供你更快、更高效及更完善的解決方案。
Faster：協助客戶進一步加快產品檢測週期
- 高頻治具設計與測試服務
百佳泰研發團隊根據市場不同的Form Factor 研究開發出相互對應的高頻測試模組，可滿足不同系統 Host 端的 Tx/Rx Electrical Signals測試需求。 (百佳泰 測試治具 https://www.allion.com.tw/fixtures)
- 各式高頻高速量測儀器、主流設備與完善測試環境
車內線纜會繞過座椅、車門、車輪、甚至汽車引擎等各種零組件，在這樣的複雜環境中，開發階段需考慮整個系統環境的相互干擾。因此，百佳泰能針對不同的環境狀況（如高溫、濕度大、物理壓力、多信號干擾等）提供客製化顧問驗證方案，搭配各類儀器進行量測，以確保車載線纜在複雜環境下仍能正常運作。
車載高速傳輸介面測試 https://www.allion.com.tw/automotive/vehicle-interface-testing/
- 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
- 溫濕度箱，震動搖晃設備, 各式RF Chamber, 暗房, 無響室
Easier：協助客戶以更便捷的方式提升產品效能
產品評測驗證與服務
- ART車機測試智慧平台解決方案
可針對「Automotive HPC平台／智慧座艙功能」進行System Level整合驗證測試；此平台可進行靈活客製化驗證方案設計，非常適合對應、智慧座艙內部各種多樣化User Scenario Simulation功能需求。
- Automotive HPC平台傳輸高速介面測試
- Automotive HPC平台關鍵元件測試
- 車機有線傳輸介面測試與顧問
- 車機無線測試與顧問
- 車用智能語音助理驗證
- 使用者情境模擬與功能整合性測試
- 產品軟/硬體版本更新回歸驗證
- HIL(Hardware in the loop)硬體在環模擬AI測試
- HALT(Highly Accelerated Life Testing)高加速產品壽命驗證
Better：致力於提供客戶更加完善的服務品質
顧問諮詢、策略討論服務
- 法規、技術標準諮詢及教育訓練
- 模組及零件供應商評估
- Automotive HPC技術規格設計重點評估、顧問諮詢
- Automotive HPC軟硬體整合評估、顧問諮詢
- 前期階段Sample Test，依測試結果提供修改建議、顧問諮詢與改善策
- 各類型測試方案規劃、策略討論
- 產品驗證與問題分析
- 市場客訴問題釐清、修正建議
做為各大認證和規範的技術先驅，百佳泰同時也與各協會保持密切關係，可為車用領域客戶從設計層、物理層、應用層360度提供專業指導與測試，我們持續不斷與Mercedes-Benz、BMW、VOLVO、Audi、Toyota、FORD、NISSAN與Mazda等國際知名品牌大廠進行多項合作，且已發展出多項車用相關專業技術，為您帶來最新技術的協定變革與方向！百佳泰誠摯邀請您一同在汽車的領域持續前進！
若您對於車用生態圈有任何測試、驗證或是顧問諮詢服務等進一步需求，歡迎線上瀏覽以下服務，或是透過線上表單與我們聯繫，百佳泰服務團隊將誠摯為您服務！
- 百佳泰 汽車中控車機品保制定相關服務 www.allion.com.tw/automotive/head-unit-standards-contribute/
- 百佳泰 汽車產業生態顧問整合服務 www.allion.com.tw/headunit-validation/
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