萊迪思FPGA祭出汽車整合方案，Lattice Drive正大力賦能汽車應(yīng)用

萊迪思Lattice公司48%的營收來自于工業(yè)和汽車業(yè)務(wù)，其中汽車業(yè)務(wù)增長較快。國內(nèi)不少新能源汽車廠商采用萊迪思的芯片并已大批量出貨。在萊迪思豐富的FPGA產(chǎn)品陣營中，既有容量做到100K的小型器件如CrossLink-NX、CertusPro-NX，也有容量支持到500K的中型器件，將來還將推出更多面向汽車領(lǐng)域器件，并且這些器件均獲得AEC-Q100的車規(guī)認證。

為了加速客戶更便捷高效的設(shè)計，萊迪思推出了不少軟件解決方案，此前已經(jīng)發(fā)布5個解決方案合集，包括實現(xiàn)AI應(yīng)用的sensAI、實現(xiàn)嵌入式視覺的mVision、實現(xiàn)平臺固件保護恢復(fù)機制的Sentry、實現(xiàn)工廠自動化的Automate、推動5G ORAN部署的ORAN等，此次發(fā)布Lattice Drive，主要提供關(guān)于汽車的整體的解決方案，加速客戶創(chuàng)新。

萊迪思亞太區(qū)汽車市場開拓經(jīng)理楊靜雯女士表示在汽車電子化、智能化的驅(qū)動下，無論是攝像頭、雷達等各種傳感器，還是形狀各異的多個顯示屏，它們的橋接、互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)處理都給FPGA帶來了機會。

例如，在ADAS方面，激光雷達、毫米波雷達的橋接、圖像繪制和數(shù)據(jù)處理；在顯示屏方面，攝像頭360環(huán)視，跟顯示屏相關(guān)的互聯(lián)互通，包括攝像頭和顯示屏的分辨率之間的匹配；在三電應(yīng)用上，主要做電控控制的協(xié)處理等。還有一些新的需求來自于人臉識別、司機檢測、信息安全、系統(tǒng)安全等等。

LatticeDrive將萊迪思針對不同市場應(yīng)用的軟件解決方案集合拓展到了汽車市場，旨在開發(fā)各類汽車應(yīng)用，包括車載信息娛樂顯示屏互連和數(shù)據(jù)處理、ADAS傳感器橋接和處理、低功耗區(qū)域橋接應(yīng)用，實現(xiàn)對駕駛員、座艙和車輛的監(jiān)控。

Lattice Drive解決方案集合

Lattice Drive解決方案集合覆蓋從硬件平臺、IP核、軟件工具、參考設(shè)計、定制設(shè)計服務(wù)等多方面。楊靜雯做了詳細解析。



具體來看，硬件平臺具有基于CertusPro-NX的評估板，DP、eDP的適配器，客戶可以同時實現(xiàn)DP、eDP和放大縮小scaling的功能，以及CertusPro-NXPCIe橋接，方便客戶直接使用。

IP方面，目前汽車涉及到大屏顯示的部分，90%以上都是eDP的接口，因為進行大量的數(shù)據(jù)吞吐，既要有輸入和輸出，同時因為分辨率在輸入端和輸出端可能不一樣，所以萊迪思提供視頻按比例縮放的功能。此外在Lattice Drive中提供如圖像增強，旋轉(zhuǎn)、視頻合并、視頻加強，包括幀率的加和減等與圖像相關(guān)的功能。

軟件工具方面，CertusPro-NX是基于LatticeRADIANT和PROPEL軟件，值得一提的是所有應(yīng)用于萊迪思汽車器件上的軟件工具，都經(jīng)過ISO26262的認證，滿足客戶功能安全的需求。

萊迪思提供eDP、DP、scaling所有的參考設(shè)計，包括Local Dimming、圖像增強、視頻旋轉(zhuǎn)、scaling、加幀、減幀、圖像分割等。

同時，汽車廠商在追求產(chǎn)品個性化、差異化的過程中，顯示屏數(shù)量尺寸、攝像頭分辨率等都不盡相同，這就需要FPGA廠商提供更多客制化的服務(wù)，幫助客戶實現(xiàn)具體應(yīng)用并量產(chǎn)落地。

出色的功能

據(jù)介紹，首發(fā)版本的LatticeDrive主要關(guān)注車載信息娛樂顯示屏互連和數(shù)據(jù)處理功能，可提供：

先進的顯示屏互連和處理
支持多種分辨率的縮放，最高支持4K顯示尺寸
最高支持HBR 3 DisplayPort，每通道8.1 Gbps
通過可擴展的全陣列局部調(diào)光解決方案提供圖像/視頻增強

多個顯示屏互連
可橋接多個顯示器，提供比同類產(chǎn)品快1.5倍的DisplayPort接口

高效的數(shù)據(jù)處理
能夠處理或協(xié)同處理數(shù)據(jù)以分擔(dān)CPU的負載，功耗比同類競品低75%

駕駛艙內(nèi)車載顯示屏分布在中控、儀表盤、信息娛樂顯示、抬頭顯示、電子后視鏡等許多部位，要驅(qū)動多個尺寸和分辨率不同的顯示屏就需要很高靈活度的器件支持，這正是FPGA的用武之地。



而越來越多的毫米波雷達、激光雷達、攝像頭產(chǎn)生的數(shù)據(jù)如何收集，如何參與整個汽車的輔助駕駛和自動駕駛的運算，F(xiàn)PGA起到連接多個傳感器、把大量數(shù)據(jù)傳送到計算單元等關(guān)鍵作用。此外針對算力的實時性要求，還可做為協(xié)處理器分擔(dān)CPU的運算負載。

楊靜雯分享了局部調(diào)光的方案。以前LCD屏大多數(shù)的大光源來自于兩邊兩條發(fā)光的燈，整個光的分布不太均勻?，F(xiàn)在為了提高對比度讓畫質(zhì)更好，整個顯示行業(yè)主推MiniLED為背光的Local Dimming技術(shù)。萊迪思的方案會根據(jù)LED上顯示或者是前端送過來的視頻，在每個屏上會有幾百個甚至幾千個分區(qū)。根據(jù)每一個分區(qū)所對應(yīng)的視頻，測算圖上的亮度，來決定后面每個燈的亮度。



以儀表盤為例，儀表盤大多數(shù)的背景是黑色或深色的，我們可以把黑色后面相對應(yīng)的LED燈關(guān)掉，仍然是黑色背景，同時前面的圖像更亮，整個系統(tǒng)的對比度比以前大幅提高。MiniLED燈關(guān)掉也可以大大減少整個系統(tǒng)的功耗。

受限于汽車PCB的空間，萊迪思的設(shè)計可將Local Dimming、圖像處理、視頻縮放甚至功能安全放在同一顆FPGA里，降低整個系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度的同時縮短客戶開發(fā)的周期。例如，基于跟OSD疊加相關(guān)的設(shè)計，在運行過程中若檢測前端視頻的輸入存在問題，F(xiàn)PGA會控制整個屏的顯示，將把一些關(guān)鍵的駕駛信息比如車速、排檔位以及一些警告的信息顯示給司機。

小結(jié)：

萊迪思面向汽車領(lǐng)域的LatticeDrive解決方案集合已經(jīng)展示出在車載信息娛樂顯示屏互連和數(shù)據(jù)處理功能方面的優(yōu)勢，未來還將發(fā)布功能安全相關(guān)的方案，以及低功耗AI用于檢測和車輛監(jiān)控的方案等，不斷深入到汽車應(yīng)用的細分需求，以軟硬件整體方案加速汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新。