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特斯拉Model 3已發布了三年。 但是隨著軟件更新和硬件升級，特斯拉有望為全面的自動駕駛未來做好準備，本文進行了拆解分析，看看特斯拉將如何升級...

特斯拉Model 3發布已有3年歷史。然而，通過軟件更新和硬件升級（從HW 2.5到HW3.0），特斯拉承諾將保持特斯拉3的相關性，并為完全自動駕駛的未來做好準備。

至少，這是他們的承諾。

硅谷一群精通技術的消費者迷上了特斯拉，但買不到。他們熱愛汽車，喜歡電動助推器，并虔誠地關注著埃隆·馬斯克（Elon Musk）的推文。

最重要的是，他們欣賞特斯拉全新設計的整潔，優雅的車輛架構。特斯拉可以通過空中（OTA）軟件更新來添加新功能，甚至幾乎神奇地提升車輛性能。其他汽車原始設備制造商（他們的車輛與傳統平臺捆綁在一起）沒有一個經過精心設計，因此席卷了基于軟件的車輛更新方法。

特斯拉車迷們對特斯拉備受爭議的“自動駕駛”功能的擔憂程度降低了。他們既不專注于做什么，也不專注于什么。他們寧愿按照特斯拉的承諾，專心于某天自動駕駛儀的發展。除了一系列軟件更新外，特斯拉還通過去年推出硬件交換（從特斯拉的HW2.5到HW3.0）提高了賭注。

埃隆·馬斯克（Elon Musk）在發布HW3.0時在一條推文中表示：“所有生產的汽車都具有進行自動駕駛所需的所有必要硬件，計算和其他硬件。” 我們將看到馬斯克所謂的“完全自動駕駛”到底意味著什么。

特斯拉宣稱的向HW3.0的過渡令我們著迷。如今，Model 3的底蘊是什么？它將如何轉變？

Model 3是一款更小，更實惠的EV，于2017年中期首次生產。由于去年推出了自己的SoC，特斯拉向Model 3買家承諾，如果他們購買完整的自動駕駛（FSD）軟件包，他們將通過一個簡單的服務中心進行HW 2.5至HW 3.0的改裝約定。

不過，需要明確的是，當今的FSD軟件包尚未使特斯拉能夠在沒有人為干預的情況下駕駛。目前，這是一系列增量自動駕駛儀升級。此外，根據馬斯克5月發布的推文，目前的7,000美元FSD套餐計劃在7月1日上漲約1,000美元。

在System Plus Consulting最新發布的“引擎蓋下”系列中，我們對Tesla Model 3進行了更深入的研究，重點關注Model 3中部署的汽車傳感器和Autopilot ECU Tesla。

算力至上

車內計算能力已成為越來越重要的功能。為了實現最佳的駕駛員輔助和自動駕駛并激活安全功能，需要大量的計算能力。

為了優化自動駕駛，許多汽車OEM和Tier One都采用了各種傳感器，例如攝像頭，雷達，激光雷達和超聲波傳感器，以便車輛可以在周圍環境中進行檢測。所有從傳感器獲得的數據都必須組合在一起，這就是控制單元起作用的地方。

鑒于特斯拉保持著“最先進”的形象，如果公眾相信Model 3內的所有硬件在技術上都是市場上最先進的，那是可以理解的。

不過，一窺幕后的秘密發現，特斯拉Model 3的主要設計目標是降低ADAS的成本，使該模型“價格合理”，System Plus首席執行官Romain Fraux解釋說。

對于Model 3的汽車傳感器，特斯拉使用了8個攝像頭，1個雷達和12個超聲傳感器。Model 3不使用激光雷達，這與馬斯克（Musk）著名的激光雷達是“傻瓜的事”的說法是正確的。

在接下來的頁面中，System Plus分享了引擎蓋下Model 3的傳感器和計算單元的重點內容。

適用于ADAS應用的傳感器

特斯拉Model 3設計的傳感器套件包括：八個攝像頭，可在250米半徑內在汽車周圍提供360度可視性；完善此視覺系統的12個超聲波傳感器。它們一起可以在遠距離檢測硬和軟物體，其精度幾乎是以前系統的兩倍。該軟件包還集成了具有改進處理能力的前向雷達系統。它以冗余波長提供有關周圍環境的其他數據，這些數據可以穿透大雨，霧氣，灰塵甚至超越以前的汽車。

在攝像機正面，有四個面向正面的攝像機，它們支撐雷達并具有不同的特性。最主要的是覆蓋250米，但視角非常狹窄，還有一些覆蓋的距離較短（150、80和60米），但可以看到汽車周圍環境的廣角，并且那些用來閱讀路標的東西。其他四個攝像頭面向汽車的側面和后部，可以看到100米遠的距離。

另一方面，聲納使用超聲波檢測汽車周圍8米半徑范圍內的障礙物。它可以以任何速度工作，也可以控制盲點。聲納收集的數據也被自動駕駛儀用來管理超車期間的自動車道變更。最后，GPS用于檢測汽車在道路上的位置。

前視攝像頭

為了實現前視，特斯拉開發了帶有三個On Semiconductor圖像傳感器的三攝像頭模塊。Model 3還使用了兩個前視攝像頭，兩個后視攝像頭和一個后視攝像頭。

Model 3總共設計了8部相機，都是基于安森美半導體在2015年發布的相同的1.2兆像素圖像傳感器。它們既不是新的也不是高分辨率，” Fraux說道。

采購來自同一供應商的所有八個圖像傳感器意味著“特斯拉必須設法獲得更好的購買價格，”弗勞克斯指出。

三鏡頭比較

Tesla Model 3的三重前進相機具有三個ON Semi AR0136A的CMOS圖像傳感器，像素尺寸為3.75 um，分辨率為1280×960 1.2Mp。它提供了一個長達250米的前置圖像捕獲系統，供Tesla Model 3駕駛員輔助自動駕駛儀控制模塊單元使用。

為了給特斯拉的三鏡頭模塊增加背景，System Plus將其與最大的一級汽車供應商之一的采埃孚設計的三鏡頭模塊進行了比較。采埃孚（ZF）的S-Cam4提供兩種解決方案，一種采用單鏡頭相機，另一種采用三相機。

S-Cam4是ZF模塊的三重相機版本，具有Omnivision CMOS圖像傳感器和Mobileye'a EyeQ4視覺處理器。

如上圖所示，特斯拉使用的PCB安裝技術與寶馬的有所不同。寶馬希望將傳感器隔離在三個不同的PCB上。相比之下，特斯拉的三重前向攝像頭模塊將所有CMOS傳感器嵌入到PCB中，而無需處理SoC。

采用埃孚的S-Cam4包括Mobileye的視覺處理功能。

通過從安森美半導體選擇成熟的圖像傳感器，并且不添加任何后處理，特斯拉使相機模塊“不是關于擁有最新的圖像傳感器，而是全部與成本有關”，System Plus觀察到。該公司估計，采埃孚的三相機成本為165美元，而特斯拉的三相機成本為65美元。

特斯拉選擇使用大陸集團成熟的雷達模塊。美國大陸航空的ARS4-B內部裝有一個NXP半導體提供的77GHz雷達芯片組和32位MCU。System Plus的Fraux指出，盡管包括聯發科和德州儀器在內的數家芯片公司聲稱已進入汽車雷達市場，但恩智浦和英飛凌是無可爭議的兩大巨頭。大陸集團是雷達模塊供應商中的關鍵角色。Fraux解釋說：“它的ARS4-B至少還可以找到15輛其他車輛，包括Audio Q3，大眾Tiguan，日產Rogue等。”

大陸ARS4-A雷達系統用于轉發碰撞警告，緊急制動輔助，減輕碰撞或自適應巡航控制（ACC）。一個重要的元素是同時測量兩個物體之間的遠距離（最大250m，精度為+/- 0.2m）和近距離（最大70m），相對速度和角度。

該系統由兩個電子板組成，其中包括NXP Semiconductor微控制器和Broadcom以太網收發器。射頻（RF）板采用不對稱結構制成，帶有PTFE / FR4混合基板，并配有平面天線。

由四個接收器，兩個發送器以及一個相關的壓控振蕩器（VCO）組成的NXP Semiconductor 77 GHz多通道雷達收發器芯片組被用作高頻發送器和接收器。

特斯拉計算單元

特斯拉開發了一個自定義的“液冷雙計算平臺”，其中包括其自動駕駛儀和信息計算機。System Plus的首席執行官Fraux解釋說，它們被構建在同一模塊的兩個不同板上。

一方面是信息娛樂電子控制單元（ECU）或MCU。另一方面，還有自動駕駛ECU。在最初安裝在Model 3中的HW2.5中，Tesla的Autopilot仍由Nvidia的SoC和GPU啟用。

特斯拉集成了多家制造商的完整模塊，這些模塊與用于GPU的Nvidia高性能集成電路，用于處理器的英特爾，用于微控制器的NXP和Infineon，用于存儲器的Micron Technology，三星和SK Hynix以及用于音頻放大器的STMicroelectronics相關。

自動駕駛ECU的演變

System Plus指出，特斯拉計算機的發展一直在Autopilot ECU上進行。通過HW2.5，特斯拉集成了兩個Nvidia Parker SoC，一個Nvidia Pascal GPU和一個Infineon TriCore CPU。通過升級到HW3.0，特斯拉集成了兩個新設計的Tesla SoC，兩個GPU，兩個神經網絡處理器和一個鎖步CPU。

Fraux觀察到，一方面，zFAS Audi A8的中央駕駛員輔助控制器-“沒有冗余，而且確實很昂貴”。另一方面，使用兩個SoC的Tesla版本提供了冗余。

HW2.5與HW3.0

Fraux表示，特斯拉在相同尺寸的板上塞滿了更多用于HW3的組件（4746個組件），而HW2.5（4681個組件）

對于HW3，處理器數量從四個Tesla SoC減少到了兩個（英偉達，英飛凌）。

Tesla SoC在HW3中使用的工藝制程為14nm，而在Nvidia的HW2.5處理器中為16nm。在HW3推出時，Fraux觀察到，“這是首次在汽車中使用14nm FinFET工藝。”

內部設計的SoC的投資回報率是多少？

汽車行業很少見到任何汽車制造商內部為其車輛設計自己的汽車ASIC。Fraux表示，這是“巨大的風險，除非您內部具有出色的團隊硬件設計能力。” 他補充說，考慮到當今的汽車市場，這將不是一個容易的決定。

然而，特斯拉并不是第一個有這個想法的。有許多汽車原始設備制造商渴望做到特斯拉在開發自己的自動駕駛儀處理器方面所做的工作。

但是，花費大量的研發資金并為自己的汽車模型設計自己的ASIC真的值得嗎？

Fraux觀察到：“如果您想保持良好的利潤率并進行批量生產，那是有道理的。” 在過去的幾年中，隨著越來越多的電子部件進入車輛，對于許多汽車OEM而言，得知英偉達（Nvidia）和英特爾（Intel）等領先的芯片供應商已經習慣于為其SoC，CPU和GPU保持高利潤率感到震驚。如果OEM廠商不希望在未來五年內繼續與芯片供應商進行價格談判，他們可能會發現開發自己的SoC來控制自己的命運更加容易。

System Plus估計，由三顆Nvdia芯片和英飛凌MCU組成的特斯拉HW2.5售價為280美元。相比之下，基于特斯拉兩款SoC的特斯拉HW3.0售價為190美元。

Fraux指出，假設一家汽車制造商在自己的處理器上花費1.5億美元的設計成本，而組件價格沒有任何變化，并且年產量達到40萬輛，“我們的快速估算表明您可以在四年內收回投資。”