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隨著當前汽車智能駕駛技術(shù)的不斷演進，汽車芯片的設(shè)計發(fā)揮著越來越重要的作用。現(xiàn)在，制造商迫切需要能夠幫助他們進行創(chuàng)新，同時靈活更新，面向未來的解決方案。FPGA作為汽車設(shè)計的關(guān)鍵組件，其可編程性使得芯片能夠靈活適應(yīng)各種技術(shù)的發(fā)展需求，因而，汽車領(lǐng)域?qū)τ?a href="http://www.xebio.com.cn/fpga" target="_blank" class="keylink">FPGA的市場需求也在不斷增長。

最近，低功耗可編程器件領(lǐng)先供應(yīng)商萊迪思半導(dǎo)體公司（以下簡稱“萊迪思”）推出第六款針對特定應(yīng)用的軟件解決方案集合Lattice Drive。這套全新解決方案集合可實現(xiàn)信息娛樂系統(tǒng)互連和處理、靈活的ADAS和低功耗區(qū)域橋接，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：可提供先進汽車應(yīng)用功能

萊迪思亞太區(qū)汽車市場開拓經(jīng)理楊靜雯表示：“伴隨著汽車電子化、智能化等“四化”的趨勢，汽車半導(dǎo)體的數(shù)量呈上升趨勢，且其成本占整車成本的比重也是在大幅提升。此外，不同的車對設(shè)計的靈活性、客制化和可擴展性的需求要比以前多很多，尤其是在攝像頭，以及和司機以及輔助駕駛相關(guān)的領(lǐng)域，它們對實現(xiàn)低延遲以及穩(wěn)定的數(shù)據(jù)處理的需求越來越高。”

萊迪思Drive解決方案集合提供全面的、針對特定應(yīng)用的解決方案，集合了參考平臺和設(shè)計、演示、IP模塊和FPGA設(shè)計工具，加快客戶應(yīng)用開發(fā)和上市時間。萊迪思解決方案集合包括了多款面向不同市場應(yīng)用的解決方案：實現(xiàn)AI應(yīng)用的Lattice sensAI?、實現(xiàn)嵌入式視覺的Lattice mVision?、實現(xiàn)工廠自動化的Lattice Automate?、實現(xiàn)平臺固件保護恢復(fù)機制的Lattice Sentry?、推動5G ORAN部署的Lattice ORAN?，以及實現(xiàn)先進自適應(yīng)汽車設(shè)計的Lattice Drive。

楊靜雯介紹說：“我們提供了一攬子的方案能夠幫助客戶在相關(guān)的應(yīng)用場景上大大地縮短開發(fā)周期，能盡量早地上市。因為車一般整個開發(fā)周期是一年、兩年甚至有三年的，客戶拿到萊迪思現(xiàn)成的方案，可以使產(chǎn)品上市時間提早3-6個月。”

據(jù)介紹，首發(fā)版本的Lattice Drive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：

l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。   

l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。

l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CPU的負載，功耗比同類競品低75%。

在硬件平臺方面，Lattice Drive已經(jīng)有了一個基于CertusPro-NX的評估板，它會有DP、eDP的適配器，同時在開發(fā)板上，客戶可以同時實現(xiàn) DP、eDP和放大縮小scaling的功能，包括跟PCIe相關(guān)的接口，在整個開發(fā)板上客戶都可以直接使用。IP相關(guān)方面，如果汽車里面牽扯到客戶需要有大屏的顯示，基本上90%以上都是eDP的接口，能有大量的數(shù)據(jù)的吞吐量，所以它既要有輸入和輸出，同時因為分辨率有時候在輸入端和輸出端還不太一樣，所以Lattice Drive也提供了視頻縮放的功能，可按比例進行縮放。此外，Lattice Drive還提供了很多跟圖像處理相關(guān)的，比如說圖像的增強，旋轉(zhuǎn)、視頻合并、視頻加強，包括幀率的加和減等。這些圖像相關(guān)的都有各種現(xiàn)成的方案。

在軟件方面，CertusPro-NX是基于RADIANT和PROPEL。跟其他的應(yīng)用不太一樣的一點是，所有應(yīng)用于Lattice汽車的器件上的軟件工具，都是經(jīng)過ISO26262的認證，這樣可以滿足客戶功能安全的需求。萊迪思會提供eDP、DP、scaling所有的參考設(shè)計，包括Local Dimming、視頻的旋轉(zhuǎn)、scaling、加幀、減幀、圖像增強、圖像和電影圖像分割等，所有跟圖像相關(guān)的IP。

在定制化服務(wù)方面，Lattice Drive可提供包括Local Dimming、圖像處理等方面的客制化服務(wù)。以駕駛艙應(yīng)用為例，以前基本上車里的顯示屏就是中控屏或者是后來升級為LCD的儀表屏，現(xiàn)在很多副駕駛上會有屏，前面還會有一個隱藏的抬頭顯示的屏，包括現(xiàn)在有很多的客戶座后駕座的屏等。這樣的應(yīng)用需求使FPGA有了更多用武之地，例如需要驅(qū)動多個異形屏。由于屏的數(shù)目和分辨率還都是完全不一樣的，因此在這樣的情況下需要很高的靈活度的器件來支持，那就是FPGA的優(yōu)勢所在。

如果是以前的LCD屏的話，大多數(shù)的大光源會來自于兩邊有兩條發(fā)光的燈，這樣的情況整個光的分布會不太均勻。此外，如果屏上面內(nèi)容顯示是深色的或者是黑色的，其實不是黑的，肉眼看到的其實是灰的。為了提高對比度，讓客戶看到的圖像的質(zhì)量更好，現(xiàn)在整個顯示行業(yè)在主推MiniLED為背光的一個Local Dimming的技術(shù)。萊迪思也做了這樣的算法和方案。

Lattice Drive的理論是會根據(jù)LED上顯示或者是前端送過來的視頻，燈下面有分區(qū)，每個屏上會有幾百個分區(qū)，甚至有的客戶做幾千個分區(qū)，這取決于客戶的需求，然后萊迪思會根據(jù)每一個分區(qū)所對應(yīng)的視頻，去計算圖上的亮度，來決定后面每個燈的亮度是多少。這樣的好處是，以儀表盤為例，儀表盤大多數(shù)的背景是黑色的、深色的，我們可以把黑色的后面相對應(yīng)的LED燈關(guān)掉，司機或者用戶看到的屏的顏色是百分之百真的黑，同時前面有圖像、有內(nèi)容、有亮度的東西會更加亮，整個系統(tǒng)的對比度會比以前提高很多。屏的最高亮度也可以提高很多。在大多數(shù)的背景都是黑色的情況下，MiniLED燈大多數(shù)都關(guān)掉也可以大大減少整個系統(tǒng)的功耗。這就是Local Dimming基本的概念。

如下框圖所示，有視頻的接口如 openLDI 、eDP等，中間是Local Dimming的核心IP算法，輸出的數(shù)據(jù)可以直接在屏上顯示。它可根據(jù)客戶不同的設(shè)計來調(diào)試Local Dimming的算法和顯示的效果，最后會有很多定制化的效果。

楊靜雯介紹說：“我們做了Local Dimming以后，有很多客戶提出來，認為汽車PCB板的空間目前還是比較大的挑戰(zhàn)，因此，希望把一些與功能安全相關(guān)的東西也放到FPGA里面來做一些設(shè)計。”于是，萊迪思做了一個跟OSD疊加相關(guān)的設(shè)計，可以把Local Dimming圖像處理與旋轉(zhuǎn)、視頻縮放放在同一顆FPGA里面來實現(xiàn)，大大降低了整個系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度，同時也大大縮短了客戶開發(fā)的周期。

結(jié)束語

萊迪思目前已經(jīng)發(fā)布的5個解決方案合集，包括：sensAI，這是與邊緣的AI如果需要低功耗的需要接封裝小尺寸的AI的應(yīng)用；mVision，主要是跟攝像頭、視頻相關(guān)的IP；Sentry，更多是提供在服務(wù)器上跟安全相關(guān)的東西；Automate，主要是跟工業(yè)自動化相關(guān)的方案；ORAN，是跟通信相關(guān)的。

此次發(fā)布的Lattice Drive，是能提供關(guān)于汽車的整體的解決方案。楊靜雯介紹：“所以萊迪思現(xiàn)在eDP最高可以支持到3.8G。后續(xù)還會有一些跟AI相關(guān)的應(yīng)用在汽車上，當然汽車的橋接跟互聯(lián)是FPGA很傳統(tǒng)的一個應(yīng)用。”Lattice Drive目前計劃做四大方面的相關(guān)IP和方案，主要是跟座艙娛樂、信息娛樂屏做橋接、互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)處理，與屏相關(guān)的IP和一些方案。據(jù)楊靜雯分享，在不久的將來，萊迪思還會陸續(xù)地推出跟功能安全認證、AI、低功耗的司機檢測、駕艙相關(guān)的功能，包括跟ADAS相關(guān)的數(shù)據(jù)處理和橋接的功能。