VTD传感器仿真与RDMA技术的应用

9月前浏览2874

随着车辆智能化程度不断提升，车载传感设备也从最初的1R1V逐步发展到5R10V，甚至出现当下主流的多毫米波（6）、多超声波（12）、多相机（10+）以及多激光雷达（1~3）的综合传感系统。同时，这也对智能驾驶仿真测试软件及系统在多类型、多数量传感器仿真过程中的模型真实可靠性、运行实时性、数据传输的低延迟性、高带宽性以及系统可靠性上提出了更加严苛的要求。

在传感器模型的真实性与可靠性方面，VTD软件通过对于传感器建模方法论与技术实现了持续迭代，在相机、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等传感器的物理模型搭建方面积累了丰富的经验。在相机模型方面，可实现对于镜头畸变、相机动态曝光、动态白平衡、动态焦距调整、运动模糊、RAW数据仿真、ISP逆变换等特性的模拟。在激光雷达方面，支持传统机械式激光雷达以及MEMS的固态（半固态）激光雷达仿真，同时在雷达回波模式设置、鬼影模拟、边缘膨胀、运动畸变等特性均可实现模拟。

在应对多传感器数据传输的问题上，VTD除了支持常规TCP/IP传输外，还支持共享内存SHM的读写机制，极大的提升了数据读写速率。在传输硬件配合的方面，海克斯康工业软件VTD与NI达成深度合作，双方基于RDMA技术的应用在多传感器仿真领域取得了较大的进展。RDMA(Remote Direct Memory Access)，全称远端内存直接访问技术，相对于传统的TCP/IP通信具有以下特点：

CPU Bypass

数据传输过程中，仅仅使用操作系统建立通道，后续应用程序可绕过CPU直接进行消息传递。可有效降低CPU负载，尤其是在多传感器仿真使用环境中可有效提升仿真性能，最大限度发挥CPU自身性能。

内核Bypass

IO数据流程可绕过内核，在用户层完成数据准备后即可直接通知硬件进行数据的收发，避免系统调用和上下文切换所带来的时间和资源开销。

零拷贝

减少数据在存储区域之间的频繁拷贝，无论本地还是远端进程均可实现对于设备虚拟内存的直接访问，无需复制到网络层，从而有效降低数据传输的延迟以及由于拷贝工作带来的CPU消耗。

高带宽

相较于传统在工作站上使用的万兆网口，RDMA网卡可实现100~200Gb/s的数据传输带宽。对于当前高分辨率（4k）相机、多线固态激光雷达传感器数据即时传输来说RDMA网卡提供了传统以太网接口无法比拟的优势。

目前海克斯康与NI率先在HIL测试领域引入了RDMA技术方案，通过共享内存直接读取的方法实现了基于RDMA技术的激光雷达以及相机传感器Raw data数据的获取与传输，同时引入Ecu对于相机回控的机制，从而实现对于VTD摄像头传感器的故障注入模拟、曝光、白平衡参数动态调整等特性；相较于传统方案，RDMA的应用可有效降低仿真工作站cpu在数据传输工作上的消耗，提升仿真运行性能以及数据传输效率。在系统布局上，可有效优化仿真系统结构，适应更加广泛的测试系统需求。

随着对于RDMA技术研究的深入以及VTD IPC技术的应用，未来有望实现直接通过显存获取图像数据，并实现数据的直接传输，进一步减少数据传输链路中的环节。同时，在VTD云仿真的应用中将有助于突破感知数据传输瓶颈，为后续将感知模块引入云仿真平台提供了有效的数据传输保证。

深圳市优飞迪科技有限公司成立于2010年，是一家专注于产品开发平台解决方案与物联网技术开发的国家级高新技术企业。

十多年来，优飞迪科技在数字孪生、工业软件尤其仿真技术、物联网技术开发等领域积累了丰富的经验，并在这些领域拥有数十项独立自主的知识产权。同时，优飞迪科技也与国际和国内的主要头部工业软件厂商建立了战略合作关系，能够为客户提供完整的产品开发平台解决方案。

优飞迪科技技术团队实力雄厚，主要成员均来自于国内外顶尖学府、并在相关领域有丰富的工作经验，能为客户提供“全心U+端到端服务”。

来源：IFD优飞迪

著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载

首次发布时间：2024-01-13