5G V2X/AI加速車輛智慧轉型　車聯網/自駕持續進化

5G通訊與人工智慧(AI)技術正逐步翻轉汽車駕駛體驗。高度聯網化、自動化、智慧化的車輛已經成為汽車與相關車電產業的發展重點，2023年國際消費性電子展(CES)上，許多廠商即競相展示最新開發的輔助駕駛和自動駕駛應用成果，除了帶來全新的座艙與駕駛體驗，也持續朝向全自動駕駛的發展邁進。如三星子公司Harman展示利用AI與機器學習(ML)技術幫助判別駕駛的專注狀態。此外，基於RISC-V架構的AI技術方案也逐漸受到車用電子領域的關注。

與此同時，隨著3GPP的C-V2X技術標準不斷迭代，基於LTE-V2X的應用已實現量產裝車，而基於5G NR C-V2X的應用也將陸續問市，並將成為未來高階自動駕駛汽車的標配，以實現車輛間高精準感測數據共享與協同。本研討會旨在探討5G與AI技術在自動駕駛領域的應用趨勢，以及實務開發所面臨的技術挑戰和解決之道，俾益汽車與車電產業生態系相關業者，跟上下世代車聯網與自駕車開發需求。

車輛智慧化朝Level 3漸進發展

現階段車輛智慧化正從Level 2朝向Level 3推進，資策會軟體技術研究院前瞻技術實驗室智慧駕駛組組長張均東(圖1)舉例，Mercedes-Benz於2023年1月發表Drive Pilot，該系統將允許駕駛者在特定條件下將動態駕駛任務移交給車輛執行。當駕駛啟動Drive Pilot時，系統會控制速度和距離，並毫不費力地在其車道內引導車輛。路面狀況、路線上發生的事件，以及交通標誌也會相應考慮在內。

另外，起亞(KIA)汽車EV9車型將搭載Level 3駕駛輔助技術，全車配有十五顆感測器，包括兩顆雷達，提供Highway Driving Pilot(HDP)功能，在部分國家以及條件許可的情況下，允許駕駛雙手暫時放開方向盤。

而在半導體元件大量導入車輛，車輛產業鏈也發生根本的改變(圖2)，張均東認為，資通訊產業將在未來的車輛產業鏈扮演更關鍵的角色。而軟體定義汽車(Software Define Vehicle, SDV)啟動汽車根本性架構的轉變，不僅是車輛硬體產業框架的重新布局，更是對於產業鏈各個環節價值的重新定義。AI也將在汽車數位轉型的過程中扮演更關鍵的角色，DriveGPT雪湖・海若的訓練，是根據歷史去生成未來所有可能的場景，並根據概率推理出未來一段時間的多個可能。

RISC-V架構進軍車輛電氣化

RISC-V架構憑藉其彈性、開放的特性，逐漸獲得市場採用，晶心科技資深技術經理陳本奇(圖3)表示，RISC-V架構2019~2025年年複合成長率(CAGR)達114.9%。在各垂直市場滲透率持續提高，物聯網(IoT)應用RISC-V架構市占率高達28%，工業應用市占率達12%，車輛應用也有10%市占率。

晶心科技的核心也取得車規的功能性安全(Functional Safety)ISO 26262認證，陳本奇指出，包括感測器、座艙雷達(In-Cabin Radar)、車用MCU、儲存系統、車用顯示觸控整合晶片(TDDI)等，都有RISC-V的應用身影。未來，Andes也計畫透過AI演算法提升運算效能，Andes Deep Learning Accelerator(AnDLA)將提升神經網路的運算效率。

由於軟體定義將成為車輛設計的核心概念，AI在車輛電氣化的過程將扮演越來越重要的角色，陳本奇表示，因此AI運算效能也是未來晶心運算架構發展的重點，透過AnDLA、AndeSight IDE與Andes NN SDK將協助未來車用晶片開發AI運算效能更佳的系統產品。

5G NR C-V2X將成車聯網主流技術

車聯網成為自駕發展的關鍵要素之一，車輛聯網可以大幅提高車輛的智慧化程度，專用短距離通訊(Dedicated Short-Range Communications, DSRC)從1999年開始推動智慧交通，2020年11月，美國FCC以缺乏使用為由，將DSRC的所有頻譜重新分配給其他用途。另外，C-V2X也逐漸證實其技術的優越性， 是德科技技術專案經理吳建樺(圖4)說，C-V2X在安全性、傳輸距離、可靠度、弱勢道路使用者(Vulnerable Road User, VRU)與升級5G以及產業生態系的支援上，表現比DSRC更加優異，逐漸確立C-V2X的主流地位。

3GPP R16規範正式讓車聯網進入5G時代，吳建樺提到，5G NR C-V2X帶來更高的傳輸速率；支援高速移動，最高可達時速500公里；訊號延遲低於1毫秒(ms)；可靠性也提升、可與LTE V2X共存並向下相容。另外，透過側鏈(Sidelink)功能還可以實現，車龍(Platooning)、路口交通管制、車道匯入(Lane Merge)等前瞻智慧交通應用。

5G NR C-V2X同時也帶來許多設計挑戰，吳建樺解釋，首先要確保性能符合安全要求，另外，車輛相關的法規相當繁雜，包括全球性與區域性的法規，再者，互操作性(Interoperability)讓不同廠商的產品易於互聯互通，同時避免訊號干擾(Interference)，強化GPS的準確度(Accuracy)與網路安全(Cyber Security)等。而未來車聯網要上路之前，無論是整車或是系統、模組，都需要進行完善的場域驗證，是德希望可以協助產業，在正式上路之前先進行完善的訊號測試，降低上路之後的風險。

在解決方案部分，Keysight SA8700A C-V2X測試解決方案能夠對R14 C-V2X設備執行功能量測、協定量測和射頻量測的綜合測試解決方案。該解決方案以是德科技UXM 5G平台和用於GNSS模擬的MXG為基礎打造。SA8700A C-V2X測試解決方案支援射頻、協定、應用層測試，其基礎平台將支援未來的5G NR C-V2X版本。其它元件包括C-V2X測試應用軟體(C8732114A)、X-Apps C-V2X射頻量測套件(C87320R1A)、C-V2X波形產生軟體(C87320R2A)、智慧型運輸系統(ITS)軟體堆疊，以及應用層測試。

聰明的車要有智慧的路

實際的駕駛情境複雜多樣，導致自駕技術落地困難，明泰科技總技術室處長黃再裕(圖5)提到，車輛本身在自駕化或智慧化的過程中，面臨自駕長尾的問題，有許多問題不是車輛技術的瓶頸，簡單的說就是「上帝的視野」。要具備上帝的視野才能讓車輛智慧化更加落實，以技術來形容就是千里眼、順風耳與AI人工智慧。

也由於車聯網對於自駕發展重要性高，因此各國政府將車聯網納入法規的框架中，黃再裕說，日本以2026年為目標年度，研擬評估車聯網通訊；再者，2027年歐盟將運用車聯網通訊之AEB等列入評估。若能透過法規將車聯網相關技術列為車輛標配，就可以有效帶動車聯網產業的成長。

「聰明的車要有智慧的路」車輛擁有聯網能力之後需要與基礎建設進行搭配，以便建構車對人、車對路側單元等完整的通訊網路，黃再裕強調，智慧桿(Smart Pole)就變成相當重要的基礎建設。5G NR C-V2X傳輸機制的設計採用較短的Solt以達成低延遲的目標。車聯網時間同步(Time Synchronization)相當重要(圖6)，一般傳輸類型與環境，可以透過基地台、衛星與車輛間互相進行時間同步。