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2024年6月30星期日
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上海汽车报市场动态 FPGA:天生我材必有用 汽车零部件百强榜出炉 宁德时代升至全球第四 蔚来掀起换电“圈地运动”

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FPGA:天生我材必有用

□ 本报记者 甘文嘉

在行业极度追求高算力的背景下,存在感稍弱的FPGA,正基于可重复编程、低功耗、低时延的优势,满足汽车行业实时控制、灵活、可扩展的需求,呈现出不可替代的作用。

更出彩的车屏显示

近日,伟世通在“智廿·未来”媒体沟通会现场展出了高感知质量的大尺寸显示屏,其中的全景HUD抬头显示实现了A柱到A柱的全景显示,图像更清晰,无失真且不受环境光线影响。伟世通亚太武汉技术中心总经理朱珉辉表示,全景HUD抬头显示集成了低功耗局部调光技术(local dimming)、TrueColor图像增强技术等多项显示技术。

朱珉辉介绍说,传统的显示器通过一个导光板进行导光,导光板只有开和关,没有办法做到局域控光,它的光不是均匀的。Local Dimming通过将背光源划分成多个区域,单独控制每个区域的亮度,使画面中明亮区域更亮,黑暗区域更暗,从而提高了图像的层次感和细节表现。

无独有偶,在6月13日举行的2024上海国际嵌入式展上,莱迪思(Lattice)重点展示了公司最近两年一直在推广的Local Dimming方案。莱迪思亚太地区应用工程高级总监Frank Xie介绍说,Local Dimming技术在车载领域逐渐得到应用,高亮度及高对比度中控大屏等创新产品层出不穷,让智能座舱更加智能,人车交互体验更加友好。基于FPGA芯片打造的莱迪思车载显示屏Local Dimming方案具有更高的灵活性,能提供各种丰富接口,支持更多的分区控制,可以满足客户的不同显示应用需求。除了应用于HUD、中控屏显示外,Local Dimming还可应用于LED车灯显示。

在智能座舱领域,车企正通过将仪表板、信息娱乐系统和屏幕显示进行高度集成,使得一块屏幕上呈现的内容日趋丰富,加上不同品牌车型之间的显示器尺寸并不统一,从而对图像的分区切割显示和多元化融合提出了较高要求。目前,很多车厂都在利用FPGA低功耗等特点,实现车载信息娱乐显示屏互联和数据处理功能。

低延迟契合实控需求

FPGA号称万能芯片,一方面说明其应用的广泛性,另一方面也暗示了其专业性不够。尤其在汽车行业追求高算力的背景下,存在感稍弱的FPGA是否会被替代的讨论时常会出现。对此,Frank Xie认为,FPGA一般应用于原型机,一旦产品功能固化,就有可能被ASIC芯片取代。目前,汽车智能化功能还没有完全固化下来,车屏越来越多,各屏的形状、功能、安装位置,各车企都不一样,FPGA在Local Dimming、CMS等领域的应用就有了用武之地。

CMS(Camera-Monitor System)汽车电子后视镜是FPGA另一个应用场景。在雨天、在潮湿天气,传统光学反光镜常常受到雨水、雾气的干扰,影响驾驶安全。在莱迪思展示的CMS Demo中,ISP图像处理由ASIC完成,图像的缩放、分割及拼接由FPGA完成,低延迟、高图像质量、功能安全等CMS技术难点均得到完美化解。随着汽车智能化的快速演进,基于可重复编程、低功耗、低时延,以及高灵活性、可扩展性的优势,FPGA芯片能以较低成本实现算法的迭代,并能够很好地助力汽车实现在新场景的运算、控制和升级功能,满足汽车升级所需要的连接需求。

高灵活度应对定制需求

Frank Xie介绍说,FPGA芯片还应用于对安全性能要求极高的电机控制。此外,ADAS高级辅助驾驶中的自动倒车、自动泊车,其功能的实现就是把几个摄像头视频源收集以后,拼接成360度环视显示。目前,自动驾驶前端的预处理单元采用FPGA做一些计算的调整、视觉的融合。利用FPGA的可编程特性对不同传感器进行聚合/桥接或实现I/O接口扩展,也是新趋势之一。

一方面,每辆车使用多个FPGA的趋势越来越明显,客户的应用场景更加丰富,一些新兴的应用场景暂时找不到合适的芯片方案。同时,客户提出了更多结合人工智能的功能需求,这给更具有灵活性的FPGA带来市场机会。另一方面,FPGA的灵活性特点能够很好地适应汽车个性化、可扩展的要求。而且FPGA也在不断创新。Frank Xie表示,FPGA发展到一定规模后,一定会走到SoC芯片上系统。

对于市场上出现的无需FPGA知识背景即可上手的说法,Frank Xie坦诚,早期应用FPGA门槛的确比较高,要学会FPGA语言就需要比较长的时间,还需要了解FPGA架构。

与国际竞品侧重于研发高算力芯片不同,作为一家专注于中小型FPGA的厂商,莱迪思往往与主芯片做配合,主要针对整个系统的整合,满足灵活、可扩展的域控制器设计不断发展的需求,降低成本和功耗。Frank Xie表示,从硬件上说,莱迪思的优势在于汽车应用上的低功耗和小尺寸。CMS把摄像头直接集成在一个小的板上,要求芯片尺寸小。芯片做得越小,散热空间就越小。基于莱迪思Nexus平台的低功耗芯片方案,相比竞争对手能降低功耗一半以上。

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