下一代汽車設(shè)計的FPGA構(gòu)建模塊

汽車科技方興未艾。?

幾年前，圍繞全自動駕駛的討論聲勢浩大，然而現(xiàn)實汽車世界的技術(shù)發(fā)展趨于平靜?，F(xiàn)在人們更加務(wù)實，希望探討哪些技術(shù)現(xiàn)在更能為汽車帶來有意義的價值，以及哪些技術(shù)的發(fā)展尚需時日。更重要的是，市場越來越認(rèn)識到將更先進(jìn)的技術(shù)引入汽車是多么重要。?

汽車領(lǐng)域發(fā)展的主要受益者之一就是FPGA。多年來，這些可編程芯片一直為汽車提供一系列關(guān)鍵功能。隨著日益復(fù)雜的汽車電子產(chǎn)品的興起以及人們對軟件定義汽車的持續(xù)關(guān)注，F(xiàn)PGA的機會正在增加。?

由于其非常靈活的特性，F(xiàn)PGA可以在多個汽車子系統(tǒng)中提供多種類型的功能，包括車載信息娛樂系統(tǒng)、高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）以及混合動力和電車的充電系統(tǒng)。基于FPGA的產(chǎn)品具有多種功能，例如充當(dāng)不同類型傳感器之間的互連橋接、顯示器連接和縮放、高速SERDES鏈路、安全可信根、目標(biāo)檢測等功能，是現(xiàn)代汽車必不可少的構(gòu)建模塊。?

通過AI和傳感器橋接實現(xiàn)現(xiàn)代汽車功能?

在汽車信息娛樂系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA可以幫助驅(qū)動和擴展各種尺寸和分辨率的多個顯示器，從而實現(xiàn)購車者所期待的類似“車輪上的計算機”的體驗。FPGA能夠驅(qū)動DisplayPort和MIPI等高速視頻接口，并在它們之間進(jìn)行橋接，使汽車設(shè)計人員能夠更靈活地從各種類型的顯示器供應(yīng)商和組件中進(jìn)行選擇。它們還有助于實現(xiàn)我們開始在現(xiàn)代駕駛艙中看到的高度可視化環(huán)境。此外，基于FPGA的功能（如局部調(diào)光）可以使所有這些屏幕在車內(nèi)不斷變化的光線環(huán)境中看起來更清晰、畫質(zhì)更高。?

隨著汽車內(nèi)的電子器件從多達(dá)百個或更多互連ECU（電子控制單元）組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為更小但更強大的區(qū)域架構(gòu)，F(xiàn)PGA在圍繞這些區(qū)域架構(gòu)傳輸數(shù)據(jù)和信息方面發(fā)揮重要作用。事實上，F(xiàn)PGA的高速數(shù)據(jù)傳輸功能利用了FPGA的集成SERDES等技術(shù)，同時功耗較低，有助于實現(xiàn)這些新型架構(gòu)。?

對于高級駕駛輔助系統(tǒng)，F(xiàn)PGA提供了幾個重要功能。首先，它們能夠?qū)⒍喾N類型的數(shù)據(jù)傳感器連接在一起，包括攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等。很多人認(rèn)為，在輔助駕駛和最終的自動駕駛方面取得重大進(jìn)展的唯一方法是使用傳感器融合技術(shù)，將這些不同的饋送數(shù)據(jù)聚合到一個單一源，進(jìn)而做出關(guān)鍵的駕駛決策。萊迪思半導(dǎo)體的萊迪思CrossLink-NX等FPGA在這一過程中可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。?

對于混動和純電動汽車（EV），F(xiàn)PGA提供了連接電池組和充電器以及充當(dāng)電源逆變器的基本功能。FPGA的AI功能也開始用于更先進(jìn)的數(shù)字駕駛艙設(shè)計來實現(xiàn)駕駛員監(jiān)控等功能，確保駕駛員保持清醒和警覺狀態(tài)。?

提供汽車安全保障?

軟件定義、計算機驅(qū)動和自主駕駛的車輛固然令人興奮，但它也帶來了顯著的安全風(fēng)險。這時FPGA可以派上用場。萊迪思MachXO3D FPGA等產(chǎn)品的快速啟動和集成的安全功能使其非常適合在汽車中實現(xiàn)硬件可信根功能。這些FPGA除了用于關(guān)鍵的數(shù)據(jù)中心和電信設(shè)備，它們也可以用于連接性越來越強且可能容易受到攻擊的汽車領(lǐng)域。這對汽車尤為重要，因為惡意軟件、病毒、機器人攻擊和其他攻擊媒介可能會導(dǎo)致計算環(huán)境中的數(shù)據(jù)丟失，而在汽車中，這可能會導(dǎo)致生命財產(chǎn)損失。?
?
此外，ISO 26262是產(chǎn)品需要滿足的汽車應(yīng)用功能安全（FuSa）國際標(biāo)準(zhǔn)。萊迪思Diamond設(shè)計流程軟件工具已通過ASIL-D認(rèn)證，能夠設(shè)計出功能安全的產(chǎn)品，并集成到車輛中。?

易于使用、可定制的汽車解決方案?

使用正確的硬件固然重要，但要使FPGA在汽車市場中發(fā)揮作用，關(guān)鍵在于使用合適的軟件工具來定制這些可編程設(shè)備。雖然FPGA在汽車等復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計中展現(xiàn)出高效、靈活的特點，但這些芯片在針對特定應(yīng)用進(jìn)行編程和定制時也充滿挑戰(zhàn)。?

為了解決這些問題，萊迪思提供了一整套先進(jìn)的編程工具。其中包括Lattice Radiant、Lattice Propel和Lattice Diamond設(shè)計環(huán)境和工具，幫助客戶構(gòu)建集成到FPGA中的電路設(shè)計。此外還包括Lattice Drive汽車專用解決方案集合。在芯片編程方面，需要注意的是，萊迪思工具支持開發(fā)符合ASIL-D等關(guān)鍵汽車安全可靠性標(biāo)準(zhǔn)的芯片。萊迪思Drive包括了各種硬件平臺與預(yù)構(gòu)建的IP核（如DisplayPort接收和發(fā)送功能以及視頻縮放），這些IP可用于其芯片設(shè)計應(yīng)用。這大大簡化了汽車設(shè)計中FPGA相關(guān)功能的開發(fā)。萊迪思還擁有許多硬件參考設(shè)計，可作為汽車應(yīng)用的設(shè)計起點。最后，對于更高級的項目，萊迪思還提供定制設(shè)計服務(wù)和強大的設(shè)計合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，汽車公司和供應(yīng)商可以利用這些服務(wù)來構(gòu)建他們需要的組件。?

真正的高科技汽車時代即將到來，隨著汽車制造商及其合作伙伴不斷提供消費者期待的各種先進(jìn)汽車功能和體驗，研究所有相關(guān)的技術(shù)和組件至關(guān)重要。FPGA 在這個生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮作用已經(jīng)有一段時間了，如今它們更先進(jìn)的功能正在汽車領(lǐng)域開辟一些令人興奮的新機遇，絕對值得一試。?

sdfsdgs

Bob O’Donnell是市場研究公司TECHnalysis Research的總裁兼首席分析師，該公司為技術(shù)行業(yè)和專業(yè)金融領(lǐng)域提供戰(zhàn)略咨詢和市場研究服務(wù)。?

審核編輯：黃飛

?