【解析|自动驾驶AI芯片的安全量产实践及算法安全可衡量性】

AI芯片的安全量产实践

首先看下地平线系统安全的总览。地平线安全团队可以划分为三个不同部分,第一部分负责芯片安全,包括了 SoC的Safety架构跟Security架构。第二部分是系统及人工智能安全,这个部门负责整个公司的流程搭建、体系维护升级、整个公司的产品开发项目安全管理,也包括了 AI的安全研究。最后一部分是上层应用的安全,它也涵盖了两个方面:一个是Safety架构,另一个是Security架构。

有了这样强大的组织之后,地平线在产业界的参与度也比较多,像参与了 ISO的一些标准制定,以及IEEE 2846、IEEE 2851等,还有参与CAICA SOTIF工作以及ELISA组织等。

2020年9月时,地平线的产品开发流程通过了 ISO 26262 ASIL D级别认证,这证明了地平线具有开发最高级别功能安全产品的能力。地平线根据ISO 26262功能安全流程的要求进行产品研发,在随后的2021年7月,征程5 获得了ASIL B功能安全产品认证。这标志着地平线征程5芯片的功能安全架构、设计实现均达到了全球公认的汽车功能安全标准 ISO 26262 ASIL-B级别,满足世界一流OEM和Tier1的功能安全开发要求。征程5也是中国首颗基于ISO 26262功能安全流程开发的车规级AI芯片。

同样地平线每年还会组织公司级的功能安全外部培训,如果今年的培训计划实施完,地平线会有近100位工程师拿到第三方的功能安全资质认证。这些工程师并不专门从事系统安全的工作,他们分散在软件开发、测试和项目管理等等不同的职能和业务部门里,将系统安全落地在自动驾驶技术研发的全流程中。

下面介绍下地平线的功能安全管理框架。功能安全管理目标分为三个层次:一个是总体功能安全管理,即建立和维护总体的功能安全管理流程与文化,并持续改进,第二个是产品开发项目的功能安全管理,即确保整个产品开发项目里的一些确认措施符合ASIL等级要求,包括评审,流程审核和产品评估,第三个是量产功能安全管理,当产品投放到市场之后,产品的功能安全怎样做现场监控,怎样通过质量途径做售后的反馈及更新。上图右半部分解释了地平线总体的安全管理架构,包括上面提到的三个维度。

有了安全管理的基础之后,技术实现层面也需要考虑系统安全。考虑一个ADAS控制器的抽象的安全架构,由于地平线是做视觉感知起家的公司,所以在视觉方面的投入会多一些,抽象架构也是以Camera Sensor为主,其他像激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等划归为Other Sensor。

ADAS控制器主要处理器是征程系列的SoC,它里面又分为两大部分:一部分是图像处理,另一部分包括感知、Fusion、 Planning模块。在图像处理部分包括图像接口,像MIPI、ISP、IPU、GDC以及光流等模块。从征程5的实施经验来看,这些模块可以达到ASIL B等级。图像预处理的信号出来后,经过AI感知做一些卷积处理,处理完在CPU里做Fusion或Planning,目前在征程5上也做到了ASIL B等级,未来产品可能达到ASIL D等级。同样,外部MCU可能做一些控制车辆的功能,它的等级会高些,可以达到ASIL D。随着集成度越来越高,外部MCU会逐渐集成到SoC内部,整个SoC的ASIL等级就会不断提升,外部可能只需要一些简单的器件,比如DDR、EMMC等,再加上一些 fall back机制,这就是抽象的ADAS控制器的整个安全架构。
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