OKI、アヴネットとAI搭載の高度自動運転技術開発向け新型プラットフォームを共同開発

OKIグループの設計受託事業会社である株式会社OKIアイディエスは、 半導体や組み込み分野などで広く事業を展開する技術商社大手のアヴネット株式会社と、 AI（人工知能）を搭載し「SAE Level4-5(注1)を実現する次世代の高度自動運転技術」の開発に最適な新型の開発プラットフォーム(注2)を共同開発した。 2018年2月よりアヴネットから国内販売を開始し、 次いでアジアにも販売を広げていく予定。

OKIアイディエスとアヴネットが開発した、AI搭載の高度自動運転技術開発向けの新型プラットフォームは、 現在の高性能GPU(注4)と同等の処理速度を持ちながら5分の1の消費電力（ザイリンクス社調べ）で稼動。 FPGA(注5)とARMコアから構成されるザイリンクス社製の最新デバイス「Zynq(R) UltraScale+™ MPSoC」(注6)（以下”MPSoC”）を2個搭載したA4サイズで、 今後のSAE Level4-5自動運転に必要になる大容量データを高速処理することができる。 また、 高速走行時、 安全に停止するために必要な約800メートル先の障害物情報を検知することが可能な前方監視用8メガピクセル以上の高精細マルチカメラや、 周囲監視カメラ、 イメージセンサーなど、 最大12個を接続可能な高速インターフェースを持っている。新型プラットフォームは自動車メーカーやサプライヤーが自社の独自機能を開発して搭載することや、 官民で進める次世代ITS(注3)（高度道路交通システム）との連携を可能としたオープンプラットフォーム設計となっている。

従来のADAS開発プラットフォームは、 搭載されるMPSoCが1個で、 インターフェースも汎用的なものが多いため、 開発目的に応じて拡張ボードを別に用意したり、 独自に開発する必要があった。今回開発したプラットフォームでは、 高度自動運転技術開発にターゲットを絞り、必要な機能をA4サイズにコンパクトにまとめたことと、 車載バッテリー規格電圧と同じ12V稼動としたことで、 実車への搭載による評価・検証を可能としており、 技術開発のスピードアップに貢献するのが特徴。

新型プラットフォームは、 『AD（自動運転）はADAS（先進運転支援システム）の単純延長ではない』、 かつ「コンパクト設計」の実現というコンセプトのもと開発。 車載電子システムの機能安全要求レベルASIL-C(注7)に対応したMPSoCを2個搭載し、 1つ目で多数のセンサー情報を処理して人物、 車両、 障害物の検出を行い、 2つ目で地図データ、 地形情報、 風景情報を高速に処理する。 2つのMPSoCで自動運転に必要な大量データを瞬時に処理し、 最適な走行ルート選択やエンジンコントロールを行なう。 お客様の技術資産やAI、 ディープラーニング技術、 オープン化されているセンサー・地図情報、 ザイリンクス社が保有する技術資産を容易に組み合わせることが可能で、 現在の自動運転車の先のレベルSAE Level4-5の自動運転車の早期開発に寄与するもの。

開発にあたってはコンセプト作成をアヴネットが行い、 実際の設計製造はOKIアイディエスが担当。 両社に加えて多くのサプライヤーとも連携し、 自動運転機能実現に必要なコンポーネントをフルスペックで実装したことで、 SAE Level4-5の自動運転の実現を目指す。 自動車メーカーの研究・開発者を強力に支援する商品となっている。

2018年1月17日～19日に東京ビッグサイトで開催される、 第10回オートモーティブワールド2018において、 ザイリンクス社ブース（東6ホール 小間番号：E54-47）で、 実際のプラットフォームを公開予定です。



【商品の特長】
1、 約800メートル先の情報を処理することを可能としており、 前方監視用8メガピクセル以上の高精細マルチカメラ、 周囲監視カメラ、 イメージセンサーとの複数の高速インターフェースを接続可能としている（VITA FMC HPCコネクタをそれぞれに用意しています ）。

2、 搭載可能なザイリンクス社製Zynq UltraScale + MPSoCはXCZU11EG,ZU7EVという大容量メモリーUltraRAMと外付けの広帯域DDR4 SDRAM（w/ECC）対応のデバイス。 スループットが高く、 アルゴリズム開発や画像圧縮・伸張にも対応しており、 広域通信対応も可能な構成となっている。

3、 将来高性能ビジョンセンサー・インターフェースも考慮した、 2ch×OpenLDI対応FMCコネクタを2ch実装しており、 周囲環境の高解像度・高速キャプチャや後段システムへの拡張インターフェースを提供する。

4、 ザイリンクス開発環境「reVISIONスタック」を用いて、 機械学習ベースの画像認識アルゴリズムを組込み機器で容易に活用する組込み環境を提供する。

5、 車載インターフェースや、 組込み機器との接続性を考慮し、 業界標準のPCIe Gen3.0 x4 lane, USB3.0,Ethernet 10,100,1000Mbps,CAN2.0B,HDMIを複数搭載しており、 コンパクトでありながら、 拡張性の高いシステム構成となっている。

6、 2つのMPSoCは、 完全に独立したシステム電源をもち、 外付けのASIL-Dマイコンで監視されているため、 故障時には故障したデバイスのみを安全に停止し、 正常なデバイスで動作継続が可能。

用語解説
注1：SAE Level4-5
SAE（Society of Automotive Engineers　自動車や航空機、 宇宙事業などの製品についての標準規格を提案するアメリカの非営利団体）が定義している自動走行レベル（Level0-5までの6段階に区分）で、 Leve4は高度な運転自動化、 Level5は完全運転自動化と定義されている。

注2：開発プラットフォーム
開発プラットフォームとは、 ターゲットとする製品に必要と考えられる入出力インターフェースや周辺機能をあらかじめ搭載したFPGAなどのハードウェアと基本的なソフトウェアなどの開発環境を1枚の基板にまとめたもの。 プラットフォームを用いることで新たに専用のハードウェアを設計、 製造することなく開発するFPGAデザイン（プログラム）やソフトウェアの機能・性能を確認、 評価できるため開発のスピードアップにつながる。

注3：ITS
Intelligent Transport Systems（高度道路交通システム）。
最先端の情報通信技術を用い、 人と道路と車両を一体のシステムとして構築して道路交通の安全性・利便性の向上を目指す次世代の交通システム。
参考：「官民ITS構想・ロードマップ2017」
http://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/kettei/pdf/20170530/roadmap.pdf [2.0MB]

注4：GPU
GPU（Graphics Processing Unit）は、 画像処理を専門とする演算装置であり、 主演算装置（CPU）の制御の下で用いられる動画信号生成専用の補助演算用ICチップ。 動画像の実時間内での生成は高負荷な演算能力が要求されるが、 その多くが定式化された単純な演算の繰り返しであるためハードウェア化に向いている。

注5：FPGA
FPGA（field-programmable gate array）は、 製造後に購入者や設計者が構成を設定できる集積回路であり、 広義にはPLD（プログラマブルロジックデバイス）の一種である。 現場でプログラム可能なゲートアレイであることから、 このように呼ばれている。

注6：Zynq(R) UltraScale+™ MPSoC（Multi-Processing System on Chip）
Zynq UltraScale + MPSoCデバイスは、 最大64ビットまでのプロセッサースケーラビリティを提供し、 ソフトおよびハードエンジンの連携によるリアルタイム制御によって、 グラフィックス、 ビデオ、 波形、 およびパケットの処理を実行する。 共通するリアルタイムプロセッサーとプログラマブルロジックを統合したプラットフォーム上に構築された3種類のデバイス（デュアルアプリケーションプロセッサー（CG）デバイス、 クワッドアプリケーションプロセッサーとGPU（EG）デバイス、 ビデオコーデック（EV）デバイス）は、 5Gワイヤレス、 次世代ADAS、 およびインダストリアルIoTなどのアプリケーションに無限の可能性をもたらす。

注7：ASIL
ASIL（Automotive Safety Integrity Level：安全性要求レベル）
各車載電子システムで起こり得るさまざまな障害（ハザード）を避けるのに達成しなければならない安全性のレベルを、 A～Dの4段階で表現したもの。 Aがいちばん低く、 Dがいちばん高い。


アヴネットについて
アイディアから設計まで、 試作から量産まで、 アヴネットは製品ライフサイクルのあらゆるステージでお客様をサポートします。 デザインチェーンとサプライチェーンの包括的なサービスポートフォリオによって、 アヴネットはテクノロジーの革新者の心強い案内人となります。 ほぼ一世紀に渡り、 アヴネットは世界中の顧客とサプライヤーを支援して、 テクノロジーによる変革の可能性を実現してきました。
アヴネットに関する詳細はwww.avnet.co.jpをご覧ください。

OKIアイディエスについて
社名：株式会社OKIアイディエス
設立：2014年3月10日
資本金：5,000万円
従業員：80名
代表取締役社長：穴田則明
所在地：群馬県高崎市
事業内容：映像・音声・通信のファームウェア、 ハードウェア開発・販売・コンサルティング、 高速データ転送のハードウェア開発・販売・コンサルティング、 産業用機器、 医療用機器、 等の製品開発。