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用于汽車接口、安全和計(jì)算密集型負(fù)載的 FPGA 的選擇和使用

2076814 2022-11-24 | pdf | 252.66KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

傳統(tǒng)上，汽車中的計(jì)算任務(wù)由微控制器單元 (MCU) 和應(yīng)用處理器 (AP) 執(zhí)行。一輛典型的中檔車可包含 25 到 35 個(gè) MCU/AP，而豪華車可能使用 70 個(gè)或更多。汽車越來(lái)越需要極其復(fù)雜的計(jì)算密集型功能來(lái)執(zhí)行高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS)、信息娛樂(lè)、控制、網(wǎng)絡(luò)和安全等任務(wù)。其中許多應(yīng)用都涉及圖像和視頻處理形式的機(jī)器視覺以及人工智能 (AI)。傳統(tǒng)上，汽車中的計(jì)算任務(wù)由微控制器單元 (MCU) 和應(yīng)用處理器 (AP) 執(zhí)行。一輛典型的中檔車可包含 25 到 35 個(gè) MCU/AP，而豪華車可能使用 70 個(gè)或更多。汽車越來(lái)越需要極其復(fù)雜的計(jì)算密集型功能來(lái)執(zhí)行高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS)、信息娛樂(lè)、控制、網(wǎng)絡(luò)和安全等任務(wù)。其中許多應(yīng)用都涉及圖像和視頻處理形式的機(jī)器視覺以及人工智能 (AI)。單獨(dú)的處理器架構(gòu)難以處理傳感器、相機(jī)和顯示器等外圍設(shè)備所需的所有電氣接口和協(xié)議。此外，在許多情況下，這些處理器根本無(wú)法滿足機(jī)器視覺和人工智能等任務(wù)的極端計(jì)算需求。單獨(dú)的處理器架構(gòu)難以處理傳感器、相機(jī)和顯示器等外圍設(shè)備所需的所有電氣接口和協(xié)議。此外，在許多情況下，這些處理器根本無(wú)法滿足機(jī)器視覺和人工智能等任務(wù)的極端計(jì)算需求。為了解決這種復(fù)雜性，汽車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員正在轉(zhuǎn)向現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)，而不是取代現(xiàn)有的 MCU/AP，而是充當(dāng)它們與其他設(shè)備之間的橋梁，并通過(guò)卸載通信和增強(qiáng)它們其他計(jì)算密集型任務(wù)。為了解決這種復(fù)雜性，汽車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員正在轉(zhuǎn)向現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)，而不是取代現(xiàn)有的 MCU/AP，而是充當(dāng)它們與其他設(shè)備之間的橋梁，并通過(guò)卸載通信和增強(qiáng)它們其他計(jì)算密集型任務(wù)。由于可以對(duì) FPGA 進(jìn)行編程以支持各種電氣接口和協(xié)議，因此它們可以充當(dāng) MCU/AP 與傳感器、相機(jī)和顯示器之間的橋梁。此外，由于它們可以以大規(guī)模并行方式執(zhí)行計(jì)算和操作，因此 FPGA 可用于執(zhí)行計(jì)算密集型視覺處理和 AI 任務(wù)，從而釋放主機(jī)處理器用于其他活動(dòng)。由于可以對(duì) FPGA 進(jìn)行編程以支持各種電氣接口和協(xié)議，因此它們可以充當(dāng) MCU/AP 與傳感器、相機(jī)和顯示器之間的橋梁。此外，由于它們可以以大規(guī)模并行方式執(zhí)行計(jì)算和操作，因此 FPGA 可用于執(zhí)行計(jì)算密集型視覺處理和 AI 任務(wù)，從而釋放主機(jī)處理器用于其他活動(dòng)。本文討論了現(xiàn)代汽車的處理要求，并描述了 FPGA 可以解決的一些汽車應(yīng)用。然后介紹本文討論了現(xiàn)代汽車的處理要求，并描述了 FPGA 可以解決的一些汽車應(yīng)用。然后介紹萊迪思半導(dǎo)體萊迪思半導(dǎo)體的一些示例 FPGA，?并展示如何使用它們來(lái)解決連接、處理和安全問(wèn)題。還提供了相關(guān)的開發(fā)板，以幫助設(shè)計(jì)人員入門。的一些示例 FPGA，?并展示如何使用它們來(lái)解決連接、處理和安全問(wèn)題。還提供了相關(guān)的開發(fā)板，以幫助設(shè)計(jì)人員入門。FPGA 的目標(biāo)汽車應(yīng)用FPGA 的目標(biāo)汽車應(yīng)用為了支持其 ADAS 功能，當(dāng)今的汽車在車外使用了許多傳感器，包括攝像頭、雷達(dá)、LiDAR 和超聲波檢測(cè)器。在許多情況下，有必要從不同的傳感器獲取數(shù)據(jù)，預(yù)處理這些數(shù)據(jù)（去除噪聲并根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行格式化），并使用傳感器融合來(lái)組合數(shù)據(jù)，從而使所得信息的不確定性低于以下情況：來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)將被單獨(dú)使用。在許多情況下，人工智能應(yīng)用程序被用來(lái)分析數(shù)據(jù)、做出決策并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。為了支持其 ADAS 功能，當(dāng)今的汽車在車外使用了許多傳感器，包括攝像頭、雷達(dá)、LiDAR 和超聲波檢測(cè)器。在許多情況下，有必要從不同的傳感器獲取數(shù)據(jù)，預(yù)處理這些數(shù)據(jù)（去除噪聲并根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行格式化），并使用傳感器融合來(lái)組合數(shù)據(jù)，從而使所得信息的不確定性低于以下情況：來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)將被單獨(dú)使用。在許多情況下，人工智能應(yīng)用程序被用來(lái)分析數(shù)據(jù)、做出決策并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。一個(gè)相對(duì)較新的趨勢(shì)是電子（也稱為“數(shù)字”）后視鏡的部署。在這種情況下，后窗內(nèi)安裝了一個(gè)廣角高分辨率攝像頭。來(lái)自該攝像頭的視頻流顯示在取代傳統(tǒng)鏡子的數(shù)字顯示器上，從而產(chǎn)生清晰的后方視野，不會(huì)被后排座椅上的乘客遮擋。在某些情況下，來(lái)自安裝在后視鏡上的攝像頭的視頻流可能會(huì)與來(lái)自后窗攝像頭的視頻流合并。這三種饋送被“拼接在一起”以提供呈現(xiàn)在超寬電子鏡上的單一圖像，從而使駕駛員對(duì)車輛周圍發(fā)生的情況具有更高程度的態(tài)勢(shì)感知。一個(gè)相對(duì)較新的趨勢(shì)是電子（也稱為“數(shù)字”）后視鏡的部署。在這種情況下，后窗內(nèi)安裝了一個(gè)廣角高分辨率攝像頭。