如果不了解这个“自动驾驶大脑”，那你可能真的谈不上了解奥迪 A8

作为全球第一款 L3 级别的自动驾驶量产车，最近刚刚发布的新款奥迪 A8 已经吸尽了眼球。就性能而言，某种程度上，这套命名为“奥迪 AI 交通拥堵驾驶系统”的自动驾驶系统确实可如官方所说，“体现奥迪的传统和未来”，而支撑这套系统的核心却是那套早在 2014 年就公布的 zFAS，即中央驾驶辅助控制器。 

zFAS，是德语 zentrales Fahrerassistenz-Steuergeraet 的缩写，或许其英文全称 central driver assistance controller 对其功能反映更为直接，其构造包括前方图像处理单元（front image processing）、全景图像处理单元（surround image processing）、传感器融合主控单元（sensorfusion host）和应用主控单元（application host）四部分。

经过几代更迭，zFAS 的硬件装备已经从装满后备箱的“庞然大物”，变成了如今可置于车前储物箱的小“零件”。

    图片来源：汽车之家

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当然，这套被称为“自动驾驶大脑”的中央驾驶辅助控制器并非奥迪一家的功劳。英伟达和 Mobileye 为其提供了计算平台的 IP，车载以太网的联网方案则由奥地利科技公司 TTTech 承担了下来，最后，奥迪和德尔福完成了设计整合，作为 Tier1 的国际一流企业，后者也自然承担了硬件的生产任务。 

虽然今年年底奥迪 A8 才正式推向市场，但据雷锋网了解，早在 2014 年，搭载 zFAS 的奥迪A7 就已经在国内首次上路，不过当时还只是一辆自动驾驶的概念车。

2015 年 5 月的 CES Asia 上，搭载 zFAS 的奥迪 R8 e-tron piloted driving（纯电动自动驾驶）超级跑车亮相，同样，当时奥迪官方也没能给出该车的具体上市时间。

而根据奥迪自动驾驶工程师薛迟在知乎上的回答，这套中央处理控制器在“2015 年已实现量产”。

通常，一套自动驾驶系统会有多个控制器，摄像头、激光雷达、毫米波雷达等产生的驾驶数据会被分配到各个控制器分别完成处理、计算，zFAS 则是将所有传感器、硬件、软件的计算集成在一个大脑中，作为一个超级计算中心，承担了驾驶辅助系统绝大多数的计算任务——如果不是所有的话，对车辆的行驶状况和周围环境判断、处理后，再反馈给自动驾驶辅助系统，最后，用户直接通过中央界面操作便可实现自动驾驶的所有功能。整套设备所承担的算力基本可与一辆高配的的中级车相当。

如新款奥迪 A8，在其驾驶辅助系统中，立体摄像头、雷达、多轴加速传感器、激光雷达等各种传感器信号，会融合转换成一个 360 度的数字环境模型，来计算车辆各方面的反应。

这些任务量分别由多个微处理器和微控制器来分担。基本上，一个应用处理器就可以解决密集型计算的图像处理和初级的数据融合任务，主处理器则负责目标融合、决策、下图中的车辆联网等安全问题。

驾驶辅助系统的域控制器通用视图

奥迪和英伟达一直关系密切，据雷锋网了解，这套自动驾驶大脑就使用了后者的 Terga K1 芯片来进行图像计算。 Terga K1 包含了 192 个显示处理核心，拥有强大的图形处理能力。

而为了解决车辆中前置摄像头、环绕摄像机雷达等各个传感器生成的海量数据，奥迪的 zFAS 特地选择了两个处理器来解决数据处理问题，除了 Tegra K1，还有 Mobileye 的 EyeQ3 处理器。 

作为 Mobileye 的 ADAS 及自动驾驶技术的第三代芯片，EyeQ3 是应用最广泛的驾驶辅助芯片之一，其最著名的合作案例是为特斯拉提供的预防碰撞的图像分析服务。

两大芯片的工作是这样分配的：Tegra  K1 处理四个环绕摄像头生成的数据，这些数据主要用来帮助司机泊车，前置摄像头和驾驶员监控摄像头数据则会上传给 EyeQ3。 

另一方面，zFAS 承载着传感器数据融合、场景分析、决策与车辆控制的重要任务，因此，除了极强的运算能力，稳定性与可靠性也是重中之重。

安全任务依赖的是 Infineon 的 Aurix 多核微控制器，不过，这些任务必须符合诸如 ISO 26262 这样的安全标准。Aurix 的架构也延续了既有的机械装置，两个核心执行相同的联网任务，如果结果不匹配，系统就会停止运行。 

应用处理器和主处理器主要通过 PCB上的一个高性能以太网转换器连接，在 Altera Cyclone 5 FPGA 中执行，这个芯片主要负责主板上的核心计时和运转。 

刚才说到，zFAS 主板上的以太网是奥地利技术公司 TTTech 提供的确定性以太网，和我们办公电脑里的以太网不太一样，其主要服务于高实时性要求控制的网络。这家公司还推出了中间设备层，以保持平台在多种虚拟器中安全精准地运转。这个中间设备可以和汽车水平软件框架 Autosar 兼容， 而这些虚拟器则会和他们的应用互相严格分开，以保证他们没有重复起作用。 

顺便说一下 TTTech。TTTech 是奥地利一家以以太网络为主业的公司，主导开发了名为 TTEthernet 的确定性以太网络。根据汽车之家的报道，早在 2009 年，TTTech 的自动控制系统及确定性以太网就被应用在了波音 787 Dreamliner 上，2013 年，其确定性以太网路技术还被用到了 NASA 的载人航天器 Orion MPCV 上。

不难预测，奥迪的这个自动驾驶大脑将会带动整个自动驾驶行业的潮流。本来，降低汽车控制电子组的复杂性是厂商和科技公司们的共同诉求，而不仅是在驾驶辅助方面，OEM 厂商也很有可能将 zFAS 的基础架构移植到其它像底盘控制这样的关键产业上，8 个域控制器取代多个专用 ECU 将会逐渐成为各个产业的发展趋势。 

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