CN109976357A - 一种自动驾驶控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种自动驾驶控制系统和方法，所述系统包括至少一个边缘计算单元，边缘计算单元包括传感器和任务处理器，传感器用于采集终端信息；任务处理器用于根据终端信息计算出感知信息；处理装置，包括第二HEC主芯片系统和HEC子芯片阵列，第二HEC主芯片系统用于接收至少一个边缘计算单元发送的至少一个感知信息，并根据至少一个感知信息配置HEC子芯片阵列中至少一个HEC子芯片来处理至少一个感知信息；至少一个第二HEC子芯片用于根据至少一个感知信息生成计算结果，并将计算结果发送给所述第二HEC主芯片系统；其中，第二HEC主芯片系统根据计算结果生成用于控制终端运动的指令；驱动装置，用于接收指令，并根据指令控制终端。
Description
技术领域
本发明涉及边缘计算和自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶控制系统和方法。
背景技术
在自动驾驶汽车领域，终端上的传感器每天产生了大量数据，这些数据一般是由终端上的中央集中式计算系统处理。如果每个传感器采集的数据都发送给中央计算系统或者云端计算系统进行处理，则对中央计算系统或者云端计算系统造成计算压力，同时在数据传输过程中，对数据传输通道造成巨大的带宽压力。另外，由于受限于传输通道带宽和系统计算能力，这样导致数据处理、分析、传输、存储和应用的实时性差，以及系统的规划、决策和控制的实时性差。
发明内容
为了克服上述问题，本申请的实施例提供了一种自动驾驶控制系统和方法。
为了达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种自动驾驶控制系统，包括：至少一个边缘计算单元，所述边缘计算单元包括传感器和任务处理器，所述传感器用于采集终端信息；所述任务处理器用于根据所述终端信息计算出感知信息；处理装置，包括第二HEC主芯片系统和HEC子芯片阵列，所述第二HEC主芯片系统用于接收所述至少一个边缘计算单元发送的至少一个感知信息，并根据所述至少一个感知信息配置所述HEC子芯片阵列中至少一个HEC子芯片来处理所述至少一个感知信息；所述至少一个第二HEC子芯片用于根据所述至少一个感知信息生成计算结果，并将所述计算结果发送给所述第二HEC主芯片系统；其中，所述第二HEC主芯片系统根据所述计算结果生成用于控制所述终端运动的指令；驱动装置，用于接收所述指令，并根据所述指令控制所述终端。
在另一个可能的实现中，所述任务处理器包括第一HEC主芯片系统和第一HEC子芯片系统，所述第一HEC主芯片系统包括第一可重构数据通路和第一可重构控制器，所述第一可重构数据通路用于存储所述传感器采集的终端信息和存储所述感知信息；所述第一可重构控制器用于获取所述第一可重构数据通路中存储的所述终端信息，然后根据所述终端信息生成第一配置信息，来控制所述第一HEC子芯片系统处理所述终端信息；以及控制所述第一可重构数据通路存储所述感知信息和控制所述第一可重构数据通路发送所述感知信息给所述处理装置；所述第一HEC子芯片系统包括第一RPU可重构控制器和第一RPU可重构数据通路，所述第一RPU可重构控制器用于接收所述第一配置信息，并对所述第一配置信息进行解析，然后根据解析出的解析结果控制所述第一RPU可重构数据通路处理所述终端信息；所述第一RPU可重构数据通路用于接收所述终端信息，对所述终端信息进行处理，得到所述感知信息；以及在处理完所述终端信息后，发送完成信号给所述第一RPU可重构控制器。
在另一个可能的实现中，所述第二HEC主芯片系统包括第二可重构数据通路和第二可重构控制器，所述第二可重构数据通路用于存储所述至少一个边缘计算单元发送的所述至少一个感知信息；以及存储所述第二HEC子芯片阵列发送的所述计算结果；所述第二可重构控制器用于获取所述第二可重构数据通路中存储的所述至少一个感知信息，然后根据所述至少一个感知信息生成第二配置信息，发送给所述第二HEC子芯片阵列；以及控制所述第二可重构数据通路存储所述计算结果和控制所述第二可重构数据通路发送所述指令给所述驱动装置。
在另一个可能的实现中，所述HEC子芯片阵列包括至少一个第二HEC子芯片，所述第二HEC子芯片包括第二RPU可重构控制器和第二RPU可重构数据通路，所述第二RPU可重构控制器用于接收第二配置信息，并对所述第二配置信息进行解析，然后根据解析出的解析结果控制所述第二RPU可重构数据通路处理所述至少一个感知信息；所述第二RPU可重构数据通路用于接收所述至少一个感知信息，对所述至少一个感知信息进行处理，得到所述计算结果；以及在处理完所述至少一个感知信息后，发送完成信号给所述第二RPU可重构控制器。
在另一个可能的实现中，所述HEC子芯片阵列还包括RPU之间可重构数据通路，所述RPU之间可重构数据通路用于读取第三HEC子芯片中所述第二RPU可重构数据通路生成的第三计算结果，并发送给所述HEC子芯片阵列中除所述第三HEC子芯片以外的已配置的HEC子芯片；其中所述HEC子芯片阵列中已配置的HEC子芯片包括所述第三HEC子芯片。
在另一个可能的实现中，所述第二HEC主芯片系统还包括HEC协议控制器，所述HEC协议控制器用于将所述第二可重构控制器发送的所述第二配置信息和所述第二可重构数据通路发送的所述至少一个感知信息进行并行和/或串行协议转换，然后发送给所述HEC子芯片阵列；以及接收所述HEC子芯片阵列发送的并行和/或串行协议转换的所述计算结果，并进行解析，得到所述计算结果；所述第二HEC子芯片还包括RPU-HEC协议控制器，所述RPU-HEC协议控制器用于解析所述HEC协议控制器进行并行和/或串行协议转换的所述第二配置信息和所述至少一个感知信息；以及将所述计算结果进行并行和/或串行协议转换。
在另一个可能的实现中，所述第二HEC主芯片系统还包括桥接模块，所述桥接模块用于将所述HEC协议控制器进行并行和/或串行协议转换的所述第二配置信息和所述至少一个感知信息发送给所述RPU-HEC协议控制器，以及将所述RPU-HEC协议控制器进行并行和/或串行协议转换的所述计算结果发送给所述HEC协议控制器。
在另一个可能的实现中，所述处理装置还包括通讯装置和人机接口，所述通讯装置用于将所述终端与服务器和/或第二终端进行通讯；所述人机接口用于将所述终端与用户进行信息交互。
在另一个可能的实现中，所述驱动装置还用于，在所述终端执行运动后，发送反馈信息给所述处理装置；所述处理装置还用于，根据所述反馈信息，控制所述至少一个边缘计算单元采集第二终端信息并生成至少一个第二感知信息，然后根据所述至少一个第二感知信息判断所述终端的运动是否符合所述计算结果；其中当所述处理装置根据所述至少一个第二感知信息生成第二计算结果与所述计算结果不同，则控制所述驱动装置重新驱动所述终端执行运动。
第二方面，本申请提供一种一种自动驾驶控制方法，包括：采集终端信息，并根据所述终端信息计算出感知信息；接收所述至少一个边缘计算单元发送的至少一个感知信息，并根据所述至少一个感知信息配置所述HEC子芯片阵列中至少一个HEC子芯片来处理所述至少一个感知信息，然后所述至少一个HEC子芯片根据所述至少一个感知信息生成计算结果；其中，HEC主芯片系统根据所述计算结果生成所述控制所述终端运动的指令；接收所述指令，并根据所述指令驱动所述终端执行运动。
基于本申请实施例提供的一种自动驾驶控制系统，将基于可重构计算的任务处理器部署在传感器端，实现更快速的数据处理、分析、传输、存储以及应用，就近提供最近端服务，极大的降低数据传输通道的带宽压力和中央计算系统的计算压力，降低了中央计算平台选型难度，降低了系统功耗和成本，同时系统可以接入并处理更多的传感器数据。另外，还采用了基于高性能弹性计算的中央计算系统，其HEC主芯片系统通过HEC协议控制器和桥接模块综合不同数量RPU子芯片，实现在统一软件计算架构和编程接口下的系统计算能力的按需弹性部署。
附图说明
下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例提供的一种自动驾驶控制系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的任务处理器结构示意图；
图3为本申请实施例提供的HEC主芯片系统结构示意图；
图4为本申请实施例提供的HEC子芯片阵列结构示意图；
图5为本申请实施例提供的HEC子芯片阵列中的HEC子芯片结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种自动驾驶控制系统的架构示意图；
图7为本申请实施例提供的任务处理器架构示意图；
图8为本申请实施例提供的处理装置结构示意图；
图9为本申请实施例提供的HEC子芯片22-N结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种基于可重构计算的边缘计算的自动驾驶汽车系统的毫米波雷达安装位置的示意图；
图11为本申请实施例提供的一种基于可重构计算的边缘计算的自动驾驶汽车系统的摄像头安装位置的示意图；
图12为本申请实施例提供的一种基于可重构计算的边缘计算的自动驾驶汽车系统的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的一种自动驾驶控制方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
需要说明的是，本申请实施例中提到的自动驾驶控制系统执行终端为车辆，但是根据本领域人员可知，该系统的执行终端不仅限于车辆，还可以为其它智能终端。
图1为本申请实施例提供的一种自动驾驶控制系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括：边缘计算装置1、处理装置2和驱动装置3。
边缘计算装置1包括至少一个边缘计算单元，其中每个边缘计算单元包括传感器11和任务处理器12。
传感器11用于采集终端信息。
其中，终端信息为车辆的周边环境信息和自身状态信息，在本申请实施例中是由终端传感器在执行。在一个实施例中，车辆传感器可以为图像传感器、毫米波雷达、超声波雷达、惯性测量装置、麦克风、激光雷达、全球卫星导向系统等等，然后通过各种传感器采集终端的外界环境中的图片、声音、位置、与其它终端距离等信息，以及测量车辆目前的运动状态、工作状态等信息。
任务处理器12用于根据终端信息计算出感知信息。其中，任务处理器12包括外设控制器121、高性能弹性计算(High Performance Elastic Computing，HEC)主芯片系统122和HEC子芯片123。
通过外设控制器121将传感器11与HEC主芯片系统122相连接，HEC主芯片系统122在接收传感器11采集的终端信息后，根据终端信息生成配置任务发送给HEC子芯片123。其中，配置任务用于控制HEC子芯片123来处理终端信息。然后HEC主芯片系统122发送终端信息给HEC子芯片123来处理，并接收HEC子芯片123处理后的感知信息。
图2为本申请实施例提供的任务处理器结构示意图。如图2所示，在任务处理器12中，包括外设控制器121、HEC主芯片系统122和HEC子芯片123。
外设控制器211用于控制HEC主芯片系统21和外接设备进行连接。
HEC主芯片系统122包括可重构数据通路1221和可重构控制器1222。
可重构数据通路1221用于存储传感器11采集的终端信息和存储感知信息。
可重构控制器1222用于获取可重构数据通路1221中存储的终端信息，然后根据终端信息生成配置信息，来控制HEC子芯片处理终端信息；以及还用于控制可重构数据通路1221存储感知信息和控制可重构数据通路1221发送感知信息给处理装置2。
HEC子芯片123中包括一个可重新配置的处理单元(Reconfigurable ProcessingUnit，RPU)，其中RPU中包括RPU可重构控制器1231和RPU可重构数据通路1232。
RPU可重构控制器1231用于接收配置信息，并对配置信息进行解析，然后根据解析出的解析结果控制RPU可重构数据通路1232处理终端信息。
RPU可重构数据通路1232用于接收终端信息，对终端信息进行处理，得到感知信息；以及还用于在处理完终端信息后，发送完成信号给RPU可重构控制器1231。
处理装置2包括HEC主芯片系统21和HEC子芯片阵列22。HEC主芯片系统21在接收到多个边缘计算单元发送的感知信息后，根据多个感知信息生成配置任务发送给HEC子芯片阵列22，HEC子芯片阵列22根据配置任务调取相应数量的HEC子芯片用来处理多个感知信息。然后HEC主芯片系统21发送感知信息给已配置的HEC子芯片来处理，并接收HEC子芯片阵列22处理后的计算结果。
图3为本申请实施例提供的HEC主芯片系统结构示意图。如图3所示的HEC主芯片系统21中，包括外设控制器211、可重构数据通路212和可重构控制器213、HEC协议控制器214和桥接模块215。
外设控制器211用于控制HEC主芯片系统21和外接设备进行连接。
可重构数据通路212用于存储多个边缘计算单元发送的感知信息，以及存储HEC子芯片阵列22发送的计算结果。
可重构控制器213用于获取可重构数据通路212中存储的多个感知信息，然后根据终端信息生成配置信息，发送给HEC子芯片阵列22；以及还用于控制可重构数据通路212存储计算结果和控制可重构数据通路212发送指令给驱动装置3。
HEC协议控制器214用于将可重构控制器213发送的配置信息和可重构数据通路212发送的多个感知信息进行并行和/或串行协议转换，然后发送给HEC子芯片阵列22；以及还用于接收HEC子芯片阵列22发送的并行和/或串行协议转换的计算结果，并进行解析，得到计算结果。
桥接模块215用于将HEC协议控制器214进行并行和/或串行协议转换的配置信息和多个感知信息发送给RPU-HEC协议控制器，以及将HEC子芯片阵列22进行并行和/或串行协议转换的计算结果发送给HEC协议控制器214。
其中需要说明的是，桥接模块215可以是HEC主芯片系统21中一个子模块，也可以是独立的一个模块。本申请实施例将以桥接模块215属于HEC主芯片系统21中一个子模块来进行说明的。
图4为本申请实施例提供的HEC子芯片阵列结构示意图。如图4所示HEC子芯片阵列22还包括RPU之间可重构数据通路224。RPU之间可重构数据通路224用于读取第一HEC子芯片系统中RPU可重构数据通路221生成的第一计算结果，并发送给HEC子芯片阵列22中除第一HEC子芯片系统以外的已配置的HEC子芯片；其中HEC子芯片阵列22中已配置的HEC子芯片包括第一HEC子芯片系统。
图5为本申请实施例提供的HEC子芯片阵列中的HEC子芯片结构示意图。如图5所示的HEC子芯片22-N中，包括RPU-HEC协议控制器221、RPU可重构控制器222和RPU可重构数据通路223。
RPU-HEC协议控制器221用于解析HEC协议控制器214进行并行和/或串行协议转换的配置信息和多个感知信息，以及将计算结果进行并行和/或串行协议转换。
RPU可重构控制器222用于接收配置信息，并对配置信息进行解析，然后根据解析出的解析结果控制RPU可重构数据通路223处理多个感知信息。
RPU可重构数据通路223用于接收多个感知信息，对感知信息进行处理，得到计算结果；以及还用于在处理完感知信息后，发送完成信号给RPU可重构控制器222。
图6为本申请实施例提供的一种自动驾驶控制系统的架构示意图。如图6所示，在一个实施例中，对于部分传感器，如车辆环视摄像头和车载传感器采集车辆的周边环境、位置、与其它物体距离等此信息后，直接发送给处理装置2。
对于另外一部分传感器通过与任务处理器12连接，构成边缘计算单元，各个传感器11通过采集终端的外界环境中的图片、声音、位置、与其它终端距离等信息，以及测量终端的运动状态、工作状态等信息后，发送各自对应的任务处理器12进行预处理。
图7为本申请实施例提供的任务处理器架构示意图。如图7所示，在一个实施例中，外设控制器121控制HEC主芯片系统122和外接设备进行连接后，将各自传感器11采集的终端信息发送给可重构数据通路1221，同时也用于将可重构数据通路1221中存储的感知信息发送给驱动装置3。
可重构数据通路1221包括片上DMA控制器12211、片上存储器12212、片外存储控制器12213和片外存储器12214。在可重构数据通路1221中，片上DMA控制器12211被系统中主控制器设置后，通过片外存储控制器12213访问片外存储器12214，将终端信息从片外存储器12214读出/写入到片上存储器12212中；或者将感知信息数据从片上存储器12212读出/写入到片外存储器12214中。
可重构控制器1222包括主控制器12221和配置总线12222。主控制器12221采用嵌入式核心来实现，例如ARM、MIPIS等芯片，其包含系统级控制、控制RPU。HEC主芯片系统122的控制任务通过多层系统总线对HEC主芯片系统122中的外设控制器121、DMAC控制器12325和片外存储控制器12213进行控制，以读取片上存储器12212中存储的终端信息。然后主控制器12221根据读取的终端信息，确定处理终端信息的算力，通过配置总线12222向HEC子芯片123发送配置信息，实现对HEC子芯片123进行控制，以处理后续发送的终端信息。
RPU可重构控制器1231包括配置信息解析器12311、配置流程控制器12312和配置存储器12313。在RPU可重构控制器1231接收到可重构控制器1222发送的配置信息后，配置信息解析器12311对配置信息进行解析，配置流程控制器12312根据解析出的配置信息对配置存储器12313的读访问进行控制，以完成对配置流程的控制。
其中，从配置存储器12313中读出的配置信息写入到RPU可重构数据通路1232，以完成对其功能的配置。在RPU可重构数据通路1232运算完成后，将完成信号反馈回配置流程控制器12312，以触发下次对配置存储器12313的读访问。
在HEC主芯片系统122发送终端信息给HEC子芯片123进行处理过程中，可重构数据通路1221的片外存储控制器12213将片外存储器12214中的终端信息发送给HEC子芯片123。
HEC子芯片123中的RPU可重构数据通路1232包括运算装置阵列12321、输入数据存储器12322、输出数据存储器12323、中间数据存储器12324和DMAC控制器12325。在RPU可重构数据通路1232中，DMAC控制器12325通过设置将可重构数据通路1221中的片外存储器12214中终端信息读出/写入到输入数据存储器12322中。运算装置阵列12321从输入数据存储器12322中读取数据并对数据进行运算，然后将运算结果存储在输出数据存储器12323，并将中间运算结果存储在中间数据存储器12324。最后在运算装置阵列12321中进行多次运算后，DMAC控制器12325将感知信息从输出数据存储器12323中读出，并通过片外存储控制器12323写入到片外存储器12214。
本申请将基于可重构计算的任务处理器部署在边缘计算单元，实现更快速的数据处理、分析、传输、存储以及应用，就近提供最近端服务，极大的降低数据传输通道的带宽压力和中央计算系统的计算压力。
图8、图9为本申请实施例提供的处理装置和HEC子芯片22-N结构示意图。如图所示，外设控制器211控制HEC主芯片系统21和外接设备进行连接后，将各个感知信息和由部分传感器直接发送的终端信息发送给可重构数据通路212，同时也用于将可重构数据通路212中存储的计算结果发送给驱动装置3。
可重构数据通路212包括片上DMA控制器2121、片上存储器2122、片外存储控制器2123和片外存储器2124。在可重构数据通路212中，片上DMA控制器2121被系统中主控制器设置后，通过片外存储控制器2123访问片外存储器2124，将感知信息和终端信息从片外存储器2124读出/写入到片上存储器2122中；或者将计算结果数据从片上存储器2122读出/写入到片外存储器2124中。
可重构控制器213包括主控制器2131和配置总线2132。主控制器2131采用嵌入式核心来实现，例如ARM、MIPIS等芯片，其包含系统级控制、控制RPU。HEC主芯片系统21的控制任务通过多层系统总线对HEC主芯片系统21中的外设控制器211、DMA控制器2121和片外存储控制器2123进行控制，以读取片上存储器2122中存储的感知信息和终端信息。然后主控制器2131根据读取的感知信息和终端信息，确定处理感知信息和终端信息的算力，通过配置总线2132向HEC子芯片阵列22发送配置信息，实现对HEC子芯片阵列22进行控制，以获取相应数量的HEC子芯片22-N用来处理后续发送的感知信息和终端信息。
RPU可重构控制器222包括配置信息解析器2221、配置流程控制器2222和配置存储器2223。在RPU可重构控制器222接收到可重构控制器213发送的配置信息后，配置信息解析器2221对配置信息进行解析，配置流程控制器2222根据解析出的配置信息对配置存储器2223的读访问进行控制，以完成对配置流程的控制。
其中，从配置存储器2223中读出的配置信息写入到RPU可重构数据通路223，以完成对其功能的配置。在RPU可重构数据通路223运算完成后，将完成信号反馈回配置流程控制器2222，以触发下次对配置存储器2223的读访问。
本申请实施例中，处理装置2在接收到接收装置1发送的感知信息和终端信息后，HEC主芯片系统21通过对感知信息和终端信息进行处理，得到处理感知信息和终端信息的算力，然后发送配置信息给HEC子芯片阵列22，HEC子芯片阵列22根据配置信息，配置相应数量的HEC主芯片系统21用来后续接收到感知信息和终端信息的处理，实现处理装置2根据算力灵活的配置相应数量的硬件。
在HEC主芯片系统21发送感知信息和终端信息给已配置的HEC子芯片22-N进行处理过程中，可重构数据通路212的片外存储控制器2123将片外存储器2124中的感知信息和终端信息发送给已配置的HEC子芯片22-N。
HEC子芯片阵列22中的HEC子芯片22-N在处理接收到的感知信息和终端信息方法可以为并行处理和串行处理两种，具体实现过程如下：
在一种可能的情况下，多个已配置的HEC子芯片22-N并行处理感知信息和终端信息时，每个HEC子芯片22-N中的RPU可重构数据通路223包括运算装置阵列2231、输入数据存储器2232、输出数据存储器2233、中间数据存储器2234和DMAC控制器2235。在RPU可重构数据通路223中，DMAC控制器2235通过设置将可重构数据通路212中的片外存储器2124中感知信息和终端信息读出/写入到输入数据存储器2232中。运算装置阵列2231从输入数据存储器2232中读取数据并对数据进行运算，然后将运算结果存储在输出数据存储器2233，并将中间运算结果存储在中间数据存储器2234。最后在运算装置阵列2231中进行多次运算后，DMAC控制器2235将计算结果从输出数据存储器2233中读出，并通过片外存储控制器2123写入到片外存储器2124。
在HEC子芯片阵列22接收感知信息和终端信息后，按照每个HEC子芯片22-N中的RPU可重构控制器222反馈的配置，将感知信息和终端信息分配给各个HEC子芯片22-N中的RPU可重构数据通路223进行处理，然后各个HEC子芯片22-N将处理后的计算结果分别写入到片外存储器2124。
在另一种可能的情况下，多个已配置的HEC子芯片22-N串行处理感知信息和终端信息时，在HEC子芯片22-N中还包括RPU之间可重构数据通路224。通过RPU之间可重构数据通路224实现HEC子芯片阵列22中的任意两个HEC子芯片之间可以直接相互访问输入数据存储器2232、输出数据存储器2233和中间数据存储器2234中的数据。其中，HEC子芯片阵列22中的任意一个HEC子芯片均可以通过DMAC控制器2235直接读取另外一个HEC子芯片内部的输入数据存储器2232、输出数据存储器2233和中间数据存储器2234中的数据，并将读取数据作为运算装置阵列2231的输入数据或者中间运算数据。
在HEC子芯片阵列22接收感知信息和终端信息后，将终端信息发送给个HEC子芯片22-1中的RPU可重构数据通路223进行处理；然后HEC子芯片22-2中的DMAC控制器2235直接读取HEC子芯片22-1已经处理完的数据并进行处理；HEC子芯片22-3再读取HEC子芯片22-2处理完的数据并进行处理，依次类推，直到已配置的最后一个已配置的HEC子芯片22-N处理完数据后，将处理后的计算结果分别写入到片外存储器2124。
在HEC主芯片系统21中的HEC协议控制器214、桥接模块215和HEC子芯片22-N中的RPU-HEC协议控制器221在进行数据传输过程中，具体工作如下：
第一种情况下，HEC主芯片系统21中的主控制器2131通过配置总线2132发出配置信息，HEC协议控制器214将其转换成串行的HEC信号，经桥接模块215并通过系统级连接传输给HEC子芯片阵列22中的已配置的HEC子芯片22-N，HEC子芯片22-N内部RPU-HEC协议控制器221将配置信息解析出来之后传递给RPU可重构数据通路223进行处理。
第二种情况下，当HEC主芯片系统21向HEC子芯片22-N传输感知信息和终端信息时，HEC协议控制器214将需要传输的感知信息和终端信息转换成串行的HEC信号，经桥接模块215并通过系统级连接传输给HEC子芯片22-N，HEC子芯片22-N内部RPU-HEC协议控制器221对感知信息和终端信息进行解析，然后传递给RPU可重构数据通路223。
第三种情况下，当HEC子芯片22-N向HEC主芯片系统21传输处理后的计算结果时，HEC子芯片22-N内部RPU-HEC协议控制器221将需要传输的可重构数据转化成串行的HEC信号，通过系统级连接传输给HEC主芯片系统21。
第四种情况下，当一个HEC子芯片22-N-1向另外一个HEC子芯片22-N传输数据时，HEC子芯片22-N-1内部RPU-HEC协议控制器221需要传输的可重构数据转化成串行的HEC信号，经桥接模块215和系统级连接传输给另外的HEC子芯片22-N。
说要说明的是，本申请中所有RPU资源在统一的可重构编译器环境下，将应用程序通过任务划分、代码变换、任务调度及映射等过程，最终将应用程序编译成可重构控制器(RCC)的控制码和可重构数据通路(RCD)的配置信息。
本申请HEC主芯片系统21通过HEC协议控制器214和桥接模块215将包含不同数量HEC子芯片22-N综合成一个整体计算系统，使得所有HEC子芯片22-N内部计算资源组成计算资源池，由HEC主芯片系统21统一进行调度，从而实现在统一软件计算架构和编程接口下的系统计算能力的按需弹性部署。
另外，处理装置2还包括通讯装置23。通讯装置23包括但不限于蜂窝通讯模块、Wi-Fi模块、蓝牙模块、V2X通讯模块等。其用于实现终端与云端服务器、终端与终端之间的数据进行通讯。
处理装置2还包括人机接口24。人机接口24包括但不限于音频、显示和HMI接口等。其用于实现终端和人之间的信息交互。
驱动装置3用于接收指令，并根据指令驱动终端执行运动。
在一个实施中，驱动装置3包括车辆域控制器和车辆线控底盘。其中，车辆域控制器包括空调域控制器、发动机域控制器，用于控制车辆运动状态和工作状态；车辆线控底盘包括但不限于轮速控制装置、转向控制装置、机械臂控制装置，这些装置通过接收到计算结果后，驱动车辆以相应的车速行驶、转动相应的方向等操作，以控制车辆按照处理装置2的要求进行运动。
另外，在驱动装置3执行运动后，发送反馈信息给处理装置2，处理装置2根据反馈信息，控制接收装置1重新采集当前终端的终端信息，然后对第二次采集的终端信息进行分析，判断此时的终端运动状态是否符合计算结果。如果根据第二次采集的终端信息分析的结果和计算结果不相符，则根据第二次采集的终端信息，重新计算出计算结果，然后发送给驱动装置3，以驱动终端重新执行运动；如果符合计算结果，则保持终端按当前状态执行运动。
实施例
本申请提供一种基于可重构计算的边缘计算的自动驾驶汽车系统，具体如下：
产品定义：L3级别高频刚需、限定场景的自动驾驶解决方案
硬件规格：
等级规格：车规级ASIL-B/C/D
计算能力：500GFLOS
操作系统：Linux/QNX
传感器：
其中，毫米波雷达安装位置如图10所示，前置雷达安装在车辆的正前方，数量1颗，探测距离160m；后置雷达安装在车辆的侧后方，数量2颗，探测距离70m，与水平轴线成60度；角雷达安装在车辆的侧前方，数量2颗，探测距离70m，与水平轴线成40度。
摄像头安装位置如图11所示，前视摄像头安装在车辆的前挡风玻璃处，数量3颗，HFOV分别为30度/50度/100度；后视摄像头安装在车辆的后备箱处，数量1颗，HFOV为100度；侧前视摄像头安装在车辆的两侧处，数量2颗，HFOV为100度；侧后视摄像头安装在车辆的两侧处，数量2颗，HFOV为100度。
图12为本申请实施例提供的一种基于可重构计算的边缘计算的自动驾驶汽车系统的结构示意图。如图11所示，该实施例将基于可重构计算的任务处理器和摄像头集成在内部，任务处理器实现道路环境的感知，包括车道线检测、可行驶区域检测、车辆检测、交通信号灯检测、交通标志牌检测等；基于可重构计算的任务处理器将感知信息(少量数据)通过CAN总线(低速总线)传输给汽车中央控制系统；汽车中央控制系综合各个传感器感知数据和高精度地图数据，实现车辆的轨迹规划和驾驶决策，并直接控制车辆底盘。
图13为本申请实施例提供的一种自动驾驶控制方法流程图。如图13所示，本申请提供一种自动驾驶控制方法，具体流程如下：
步骤S1301，采集终端信息，并根据终端信息计算出感知信息。
其中，终端信息为车辆的周边环境信息和自身状态信息，在本申请实施例中是由终端传感器在执行。在一个实施例中，车辆传感器可以为图像传感器、毫米波雷达、超声波雷达、惯性测量装置、麦克风、激光雷达、全球卫星导向系统等等，然后通过各种传感器采集终端的外界环境中的图片、声音、位置、与其它终端距离等信息，以及测量车辆目前的运动状态、工作状态等信息。
具体地，通过外设控制器121将传感器11与HEC主芯片系统122相连接，HEC主芯片系统122在接收传感器11采集的终端信息后，根据终端信息生成配置任务发送给HEC子芯片123。其中，配置任务用于控制HEC子芯片123来处理终端信息。然后HEC主芯片系统122发送终端信息给HEC子芯片123来处理，并接收HEC子芯片123处理后的感知信息。
另外，对于部分传感器，如车辆环视摄像头和车载传感器采集车辆的周边环境、位置、与其它物体距离等此信息后，直接发送给处理装置2。对于另外一部分传感器通过与任务处理器12连接，构成边缘计算单元，各个传感器11通过采集终端的外界环境中的图片、声音、位置、与其它终端距离等信息，以及测量终端的运动状态、工作状态等信息后，发送各自对应的任务处理器12进行预处理。
步骤S1303，接收至少一个边缘计算单元发送的至少一个感知信息，并根据至少一个感知信息配置HEC子芯片阵列中至少一个HEC子芯片来处理至少一个感知信息，然后至少一个HEC子芯片根据至少一个感知信息生成计算结果；其中，HEC主芯片系统根据计算结果生成控制所述终端运动的指令。
具体地，外设控制器211控制HEC主芯片系统21和外接设备进行连接后，将各个感知信息和由部分传感器直接发送的终端信息发送HEC主芯片系统21，EC主芯片21在接收到感知信息和终端信息后，根据感知信息和终端信息生成配置任务发送给HEC子芯片阵列22，HEC子芯片阵列22根据配置任务调取相应数量的HEC子芯片用来处理感知信息和终端信息。然后HEC主芯片系统21发送感知信息和终端信息给已配置的HEC子芯片来处理，并接收HEC子芯片阵列22处理后的计算结果。然后HEC主芯片系统根据计算结果生成控制所述终端运动的指令。
步骤S1305，接收指令，并根据指令驱动终端执行运动。
在一个实施中，驱动装置3包括车辆域控制器和车辆线控底盘。其中，车辆域控制器包括空调域控制器、发动机域控制器，用于控制车辆运动状态和工作状态；车辆线控底盘包括但不限于轮速控制装置、转向控制装置、机械臂控制装置，这些装置通过接收到计算结果后，驱动车辆以相应的车速行驶、转动相应的方向等操作，以控制车辆按照处理装置2的要求进行运动。
另外，在驱动装置3执行运动后，发送反馈信息给处理装置2，处理装置2根据反馈信息，控制接收装置1重新采集当前终端的终端信息，然后对第二次采集的终端信息进行分析，判断此时的终端运动状态是否符合计算结果。如果根据第二次采集的终端信息分析的结果和计算结果不相符，则根据第二次采集的终端信息，重新计算出计算结果，然后发送给驱动装置3，以驱动终端重新执行运动；如果符合计算结果，则保持终端按当前状态执行运动。
本申请提出了一种自动驾驶控制系统和方法，将基于可重构计算的任务处理器部署在传感器端，实现更快速的数据处理、分析、传输、存储以及应用，就近提供最近端服务，极大的降低数据传输通道的带宽压力和中央计算系统的计算压力，降低了中央计算平台选型难度，降低了系统功耗和成本，同时系统可以接入并处理更多的传感器数据。另外，还采用了基于高性能弹性计算的中央计算系统，其HEC主芯片系统21通过HEC协议控制器214和桥接模块215综合不同数量RPU子芯片，实现在统一软件计算架构和编程接口下的系统计算能力的按需弹性部署。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。
最后说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种自动驾驶控制系统，其特征在于，包括：
至少一个边缘计算单元，所述边缘计算单元包括传感器和任务处理器，所述传感器用于采集终端信息；所述任务处理器用于根据所述终端信息计算出感知信息；
处理装置，包括第二HEC主芯片系统和HEC子芯片阵列，所述第二HEC主芯片系统用于接收所述至少一个边缘计算单元发送的至少一个感知信息，并根据所述至少一个感知信息配置所述HEC子芯片阵列中至少一个HEC子芯片来处理所述至少一个感知信息；所述至少一个第二HEC子芯片用于根据所述至少一个感知信息生成计算结果，并将所述计算结果发送给所述第二HEC主芯片系统；其中，所述第二HEC主芯片系统根据所述计算结果生成用于控制所述终端运动的指令；
驱动装置，用于接收所述指令，并根据所述指令控制所述终端。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述任务处理器包括第一HEC主芯片系统和第一HEC子芯片系统，所述第一HEC主芯片系统包括第一可重构数据通路和第一可重构控制器，
所述第一可重构数据通路用于存储所述传感器采集的终端信息和存储所述感知信息；
所述第一可重构控制器用于获取所述第一可重构数据通路中存储的所述终端信息，然后根据所述终端信息生成第一配置信息，来控制所述第一HEC子芯片系统处理所述终端信息；以及控制所述第一可重构数据通路存储所述感知信息和控制所述第一可重构数据通路发送所述感知信息给所述处理装置；
所述第一HEC子芯片系统包括第一RPU可重构控制器和第一RPU可重构数据通路，
所述第一RPU可重构控制器用于接收所述第一配置信息，并对所述第一配置信息进行解析，然后根据解析出的解析结果控制所述第一RPU可重构数据通路处理所述终端信息；
所述第一RPU可重构数据通路用于接收所述终端信息，对所述终端信息进行处理，得到所述感知信息；以及在处理完所述终端信息后，发送完成信号给所述第一RPU可重构控制器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二HEC主芯片系统包括第二可重构数据通路和第二可重构控制器，
所述第二可重构数据通路用于存储所述至少一个边缘计算单元发送的所述至少一个感知信息；以及存储所述第二HEC子芯片阵列发送的所述计算结果；
所述第二可重构控制器用于获取所述第二可重构数据通路中存储的所述至少一个感知信息，然后根据所述至少一个感知信息生成第二配置信息，发送给所述第二HEC子芯片阵列；以及控制所述第二可重构数据通路存储所述计算结果和控制所述第二可重构数据通路发送所述指令给所述驱动装置。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述HEC子芯片阵列包括至少一个第二HEC子芯片，所述第二HEC子芯片包括第二RPU可重构控制器和第二RPU可重构数据通路，
所述第二RPU可重构控制器用于接收第二配置信息，并对所述第二配置信息进行解析，然后根据解析出的解析结果控制所述第二RPU可重构数据通路处理所述至少一个感知信息；
所述第二RPU可重构数据通路用于接收所述至少一个感知信息，对所述至少一个感知信息进行处理，得到所述计算结果；以及在处理完所述至少一个感知信息后，发送完成信号给所述第二RPU可重构控制器。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述HEC子芯片阵列还包括RPU之间可重构数据通路，所述RPU之间可重构数据通路用于读取第三HEC子芯片中所述第二RPU可重构数据通路生成的第三计算结果，并发送给所述HEC子芯片阵列中除所述第三HEC子芯片以外的已配置的HEC子芯片；其中所述HEC子芯片阵列中已配置的HEC子芯片包括所述第三HEC子芯片。
6.根据权利要求1-5所述的系统，其特征在于，所述第二HEC主芯片系统还包括HEC协议控制器，所述HEC协议控制器用于将所述第二可重构控制器发送的所述第二配置信息和所述第二可重构数据通路发送的所述至少一个感知信息进行并行和/或串行协议转换，然后发送给所述HEC子芯片阵列；以及接收所述HEC子芯片阵列发送的并行和/或串行协议转换的所述计算结果，并进行解析，得到所述计算结果；
所述第二HEC子芯片还包括RPU-HEC协议控制器，所述RPU-HEC协议控制器用于解析所述HEC协议控制器进行并行和/或串行协议转换的所述第二配置信息和所述至少一个感知信息；以及将所述计算结果进行并行和/或串行协议转换。
7.根据权利要求1-6所述的系统，其特征在于，所述第二HEC主芯片系统还包括桥接模块，所述桥接模块用于将所述HEC协议控制器进行并行和/或串行协议转换的所述第二配置信息和所述至少一个感知信息发送给所述RPU-HEC协议控制器，以及将所述RPU-HEC协议控制器进行并行和/或串行协议转换的所述计算结果发送给所述HEC协议控制器。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理装置还包括通讯装置和人机接口，
所述通讯装置用于将所述终端与服务器和/或第二终端进行通讯；
所述人机接口用于将所述终端与用户进行信息交互。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动装置还用于，在所述终端执行运动后，发送反馈信息给所述处理装置；
所述处理装置还用于，根据所述反馈信息，控制所述至少一个边缘计算单元采集第二终端信息并生成至少一个第二感知信息，然后根据所述至少一个第二感知信息判断所述终端的运动是否符合所述计算结果；其中当所述处理装置根据所述至少一个第二感知信息生成第二计算结果与所述计算结果不同，则控制所述驱动装置重新驱动所述终端执行运动。
10.一种自动驾驶控制方法，其特征在于，包括：
采集终端信息，并根据所述终端信息计算出感知信息；
接收所述至少一个边缘计算单元发送的至少一个感知信息，并根据所述至少一个感知信息配置所述HEC子芯片阵列中至少一个HEC子芯片来处理所述至少一个感知信息，然后所述至少一个HEC子芯片根据所述至少一个感知信息生成计算结果；其中，HEC主芯片系统根据所述计算结果生成所述控制所述终端运动的指令；
接收所述指令，并根据所述指令驱动所述终端执行运动。
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