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

萊迪思Lattice公司48%的營(yíng)收來(lái)自于工業(yè)和汽車(chē)業(yè)務(wù)，其中汽車(chē)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)較快。國(guó)內(nèi)不少新能源汽車(chē)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(yíng)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(lái)還將推出更多面向汽車(chē)領(lǐng)域器件，并且這些器件均獲得AEC-Q100的車(chē)規(guī)認(rèn)證。

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

萊迪思亞太區(qū)汽車(chē)市場(chǎng)開(kāi)拓經(jīng)理?xiàng)铎o雯女士表示在汽車(chē)電子化、智能化的驅(qū)動(dòng)下，無(wú)論是攝像頭、雷達(dá)等各種傳感器，還是形狀各異的多個(gè)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(lái)了機(jī)會(huì)。

例如，在ADAS方面，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)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(lái)自于人臉識(shí)別、司機(jī)檢測(cè)、信息安全、系統(tǒng)安全等等。

LatticeDrive將萊迪思針對(duì)不同市場(chǎng)應(yīng)用的軟件解決方案集合拓展到了汽車(chē)市場(chǎng)，旨在開(kāi)發(fā)各類汽車(chē)應(yīng)用，包括車(chē)載信息娛樂(lè)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(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員、座艙和車(chē)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(tái)、IP核、軟件工具、參考設(shè)計(jì)、定制設(shè)計(jì)服務(wù)等多方面。楊靜雯做了詳細(xì)解析。



具體來(lái)看，硬件平臺(tái)具有基于CertusPro-NX的評(píng)估板，DP、eDP的適配器，客戶可以同時(shí)實(shí)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(chē)涉及到大屏顯示的部分，90%以上都是eDP的接口，因?yàn)檫M(jìn)行大量的數(shù)據(jù)吞吐，既要有輸入和輸出，同時(shí)因?yàn)榉直媛试谳斎攵撕洼敵龆丝赡懿灰粯?，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(qiáng)，旋轉(zhuǎn)、視頻合并、視頻加強(qiáng)，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(chē)器件上的軟件工具，都經(jīng)過(guò)ISO26262的認(rèn)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(jì)，包括Local Dimming、圖像增強(qiáng)、視頻旋轉(zhuǎn)、scaling、加幀、減幀、圖像分割等。

同時(shí)，汽車(chē)廠商在追求產(chǎn)品個(gè)性化、差異化的過(guò)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(shí)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(chē)載信息娛樂(lè)顯示屏互連和數(shù)據(jù)處理功能，可提供：

先進(jìn)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(guò)可擴(kuò)展的全陣列局部調(diào)光解決方案提供圖像/視頻增強(qiáng)

多個(gè)顯示屏互連
可橋接多個(gè)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(fù)載，功耗比同類競(jìng)品低75%

駕駛艙內(nèi)車(chē)載顯示屏分布在中控、儀表盤(pán)、信息娛樂(lè)顯示、抬頭顯示、電子后視鏡等許多部位，要驅(qū)動(dòng)多個(gè)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(lái)越多的毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭產(chǎn)生的數(shù)據(jù)如何收集，如何參與整個(gè)汽車(chē)的輔助駕駛和自動(dòng)駕駛的運(yùn)算，F(xiàn)PGA起到連接多個(gè)傳感器、把大量數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算單元等關(guān)鍵作用。此外針對(duì)算力的實(shí)時(shí)性要求，還可做為協(xié)處理器分擔(dān)CPU的運(yùn)算負(fù)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(lái)自于兩邊兩條發(fā)光的燈，整個(gè)光的分布不太均勻?，F(xiàn)在為了提高對(duì)比度讓畫(huà)質(zhì)更好，整個(gè)顯示行業(yè)主推MiniLED為背光的Local Dimming技術(shù)。萊迪思的方案會(huì)根據(jù)LED上顯示或者是前端送過(guò)來(lái)的視頻，在每個(gè)屏上會(huì)有幾百個(gè)甚至幾千個(gè)分區(qū)。根據(jù)每一個(gè)分區(qū)所對(duì)應(yīng)的視頻，測(cè)算圖上的亮度，來(lái)決定后面每個(gè)燈的亮度。



以儀表盤(pán)為例，儀表盤(pán)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(duì)應(yīng)的LED燈關(guān)掉，仍然是黑色背景，同時(shí)前面的圖像更亮，整個(gè)系統(tǒng)的對(duì)比度比以前大幅提高。MiniLED燈關(guān)掉也可以大大減少整個(gè)系統(tǒng)的功耗。

受限于汽車(chē)PCB的空間，萊迪思的設(shè)計(jì)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(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度的同時(shí)縮短客戶開(kāi)發(fā)的周期。例如，基于跟OSD疊加相關(guān)的設(shè)計(jì)，在運(yùn)行過(guò)程中若檢測(cè)前端視頻的輸入存在問(wèn)題，F(xiàn)PGA會(huì)控制整個(gè)屏的顯示，將把一些關(guān)鍵的駕駛信息比如車(chē)速、排檔位以及一些警告的信息顯示給司機(jī)。

小結(jié)：

萊迪思面向汽車(chē)領(lǐng)域的LatticeDrive解決方案集合已經(jīng)展示出在車(chē)載信息娛樂(lè)顯示屏互連和數(shù)據(jù)處理功能方面的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)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(cè)和車(chē)輛監(jiān)控的方案等，不斷深入到汽車(chē)應(yīng)用的細(xì)分需求，以軟硬件整體方案加速汽車(chē)領(lǐng)域的創(chuàng)新。