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用于汽車接口、安全和計算密集型負載的 FPGA 的選擇和使用

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

資料介紹

傳統(tǒng)上，汽車中的計算任務(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 MCU/AP，而豪華車可能使用 70 個或更多。汽車越來越需要極其復(fù)雜的計算密集型功能來執(zhí)行高級駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS)、信息娛樂、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器視覺以及人工智能 (AI)。傳統(tǒng)上，汽車中的計算任務(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 MCU/AP，而豪華車可能使用 70 個或更多。汽車越來越需要極其復(fù)雜的計算密集型功能來執(zhí)行高級駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS)、信息娛樂、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器視覺以及人工智能 (AI)。單獨的處理器架構(gòu)難以處理傳感器、相機和顯示器等外圍設(shè)備所需的所有電氣接口和協(xié)議。此外，在許多情況下，這些處理器根本無法滿足機器視覺和人工智能等任務(wù)的極端計算需求。單獨的處理器架構(gòu)難以處理傳感器、相機和顯示器等外圍設(shè)備所需的所有電氣接口和協(xié)議。此外，在許多情況下，這些處理器根本無法滿足機器視覺和人工智能等任務(wù)的極端計算需求。為了解決這種復(fù)雜性，汽車系統(tǒng)的設(shè)計人員正在轉(zhuǎn)向現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)，而不是取代現(xiàn)有的 MCU/AP，而是充當它們與其他設(shè)備之間的橋梁，并通過卸載通信和增強它們其他計算密集型任務(wù)。為了解決這種復(fù)雜性，汽車系統(tǒng)的設(shè)計人員正在轉(zhuǎn)向現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)，而不是取代現(xiàn)有的 MCU/AP，而是充當它們與其他設(shè)備之間的橋梁，并通過卸載通信和增強它們其他計算密集型任務(wù)。由于可以對 FPGA 進行編程以支持各種電氣接口和協(xié)議，因此它們可以充當 MCU/AP 與傳感器、相機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)行計算和操作，因此 FPGA 可用于執(zhí)行計算密集型視覺處理和 AI 任務(wù)，從而釋放主機處理器用于其他活動。由于可以對 FPGA 進行編程以支持各種電氣接口和協(xié)議，因此它們可以充當 MCU/AP 與傳感器、相機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)行計算和操作，因此 FPGA 可用于執(zhí)行計算密集型視覺處理和 AI 任務(wù)，從而釋放主機處理器用于其他活動。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解決連接、處理和安全問題。還提供了相關(guān)的開發(fā)板，以幫助設(shè)計人員入門。的一些示例 FPGA，?并展示如何使用它們來解決連接、處理和安全問題。還提供了相關(guān)的開發(fā)板，以幫助設(shè)計人員入門。FPGA 的目標汽車應(yīng)用FPGA 的目標汽車應(yīng)用為了支持其 ADAS 功能，當今的汽車在車外使用了許多傳感器，包括攝像頭、雷達、LiDAR 和超聲波檢測器。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)需要對其進行格式化），并使用傳感器融合來組合數(shù)據(jù)，從而使所得信息的不確定性低于以下情況：來自不同傳感器的數(shù)據(jù)將被單獨使用。在許多情況下，人工智能應(yīng)用程序被用來分析數(shù)據(jù)、做出決策并采取適當?shù)男袆印?/font>為了支持其 ADAS 功能，當今的汽車在車外使用了許多傳感器，包括攝像頭、雷達、LiDAR 和超聲波檢測器。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)需要對其進行格式化），并使用傳感器融合來組合數(shù)據(jù)，從而使所得信息的不確定性低于以下情況：來自不同傳感器的數(shù)據(jù)將被單獨使用。在許多情況下，人工智能應(yīng)用程序被用來分析數(shù)據(jù)、做出決策并采取適當?shù)男袆印?/font>一個相對較新的趨勢是電子（也稱為“數(shù)字”）后視鏡的部署。在這種情況下，后窗內(nèi)安裝了一個廣角高分辨率攝像頭。來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，不會被后排座椅上的乘客遮擋。在某些情況下，來自安裝在后視鏡上的攝像頭的視頻流可能會與來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，從而使駕駛員對車輛周圍發(fā)生的情況具有更高程度的態(tài)勢感知。一個相對較新的趨勢是電子（也稱為“數(shù)字”）后視鏡的部署。在這種情況下，后窗內(nèi)安裝了一個廣角高分辨率攝像頭。