車載智能芯片的下一個十年

經過過去數年間的突飛猛進，車載智能芯片已經獲得了大量的關注，并被部署到了實際的生產、生活中。但無論是學術界還是工業界，對于車載智能芯片的未來發展，還有著相當多的問題需要我們解決。

AIGC 生成車載芯片未來（By Imagine with Meta AI）

通用性與專用性：一個算子的一生

智能車載芯片，一如智能手機芯片，在通用性與專用性之間達成了統一。在架構層面，一個多核心的通用芯片與多個專用硬件共同構成了片上系統。如神經網絡加速器等專用硬件提供了大量的算力，為自動駕駛系統中的視覺識別系統等模塊服務。

然而專用硬件仍然無法跳脫出通用性的問題，尤其對于硬件設計者而言，在當前這個算法演化要遠快于硬件進步的時代，如何讓硬件設計服務不同的軟件算法？神經網絡加速器給出了很好的范例：使用一個或多個通用的算子，來實現同一任務的不同網絡，甚至不同任務對同一硬件的使用。

對于復雜的自動駕駛軟件而言，以深度學習為核心的感知模塊僅僅是其中的一個部分。其余如定位、規劃、控制等模塊至今尚未有一個明確的算子供硬件設計者使用。盡管有研究工作[1]試圖在多種定位算法中尋找通用的計算模式，但絕大多數工作在為智能車載芯片設計專用定位或路徑規劃加速單元時，仍是簡單地基于一個或多個算法來定制專用硬件。當自動駕駛軟件向下一個版本迭代后，這一專用硬件很有可能將不再被使用。

對于通用算子的選擇，硬件設計者需要考慮到以下兩個維度：

第一，橫向適配不同算法。不同服務提供商在其自動駕駛軟件中，對于同一模塊很可能使用完全不同的算法。硬件設計者可以通過使用在不同算法中都通用的算子來為不同的服務提供商設計硬件。

第二，縱向適配算法的不斷演進。算法迭代的速度遠超于硬件迭代的速度，而車載智能芯片在上車之后便很難更新換代。因此，為前后多代算法設計硬件平臺也是我們需要考慮的范疇。

算子本身既能作為一個或多個簡單的操作，也可以是一種更復雜的中間介質。在這之中，因子圖[2]作為一個通用的介質正逐漸得到人們的關注。

作為概率圖的一種，因子圖本身表示一連串的概率分布的乘積。因子圖有兩種節點，分別為因子節點和變量節點。在因子圖中，所有的節點都通過有向的邊連接起來。大量以優化為目的的自動駕駛軟件中的算法模塊，包括以 SLAM 為代表的定位算法[3]，感知模塊中的跟蹤算法[4]、控制算法[5]等，都可以被表示為因子圖的形式并被求解。舉個例子，如下圖所示是一個簡易的由因子圖表示的動作規劃算法，其中左圖包括了五個不同的狀態，右圖展示了被求解的矩陣 A，而虛線表示因子與矩陣中元素的對應性。

一個簡易的由因子圖表示的動作規劃算法

當然，在不同的算法中，因子圖的構建和求解過程可能是不同的，但這并不會阻止因子圖作為一個潛在的通用表示形式被挖掘。基于此，我們將因子圖作為一種中間介質，為 SLAM 定位算法設計了一款專用硬件[6]，繼而將因子圖用于路徑規劃算法和控制算法，嘗試設計一款利用因子圖加速的通用硬件，來為多個模塊的算法加速。

首先是車載智能芯片的可編程性。同一家硬件廠商可能服務于不同的車廠，通常來說，不同車廠之間的自動駕駛軟件的設計邏輯是不同的。硬件設計者有動力為自己的硬件設計一套通用的編程模型，以供不同的軟件服務商使用。這一編程模型可以在更好地挖掘硬件算力的同時，給軟件設計者提供接口。

其次是多車通信和車路通信。車路協同與多車協同被人們認為是實現最高級別自動駕駛的一個關鍵步驟，和其他車輛及路邊處理單元分享信息可以更好地輔助車輛做出決策。即便硬件設計者和軟件提供商可以就車路協同與多車協同達成接口的統一，這一設想仍然存在著不少問題。

舉個例子，和云計算一樣，車車協同與車路協同存在的一個關鍵性問題在于個人數據的隱私性，車主是否樂見將本車信息與他人進行分享，分享之后又會引發何種安全性隱患，隱私計算是否會在其中扮演重要角色，這一系列問題都是學術界與工業界亟待解決的。

總體而言，不需要任何多余的宣傳或者營銷，自動駕駛及其硬件設計將成為我們這一個時代的“風口”。但關于如何設計效率夠高的專用性硬件，如何做到敏捷開發，如何在兼顧高效性的同時保證魯棒性等問題，依然有待從業者提出新思路去解決。我們作為相關課題的研究者，也非常期待與大家共同合作，為這些問題給出答案。

車載智能芯片封裝清洗：

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水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

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