物联网的突破口在无人驾驶？ARM借Mali-C71发力GPU

　　为了争夺通往物联网世界的船票，孙正义花了320亿美元。他眼中下一个阿里巴巴，正是专注芯片设计的ARM。扼守未来的咽喉，一切代价都相当超值。

　　日前，ARM正式发布Mali-C71图像信号处理器（ISP），应对汽车图像处理所面临的挑战，包括在极端条件下对图像进行快速的处理和分析，符合严苛的汽车安全标准的设计要求。Mali-C71也是ARM Mali Camera系列的第一款产品。

　　无人驾驶汽车正在成为半导体先驱镜像追逐的热点，如高通推出骁龙车用处理器、三星电子与奥迪联姻、英伟达和梅赛德斯奔驰合作等。这一次ARM来了，它将如何改变这一行业呢？

　　

　　可怕的是，ARM在移动领域似乎没有天敌。从Cortex-A73到Mali-G71，公版架构对于效率、性能的均衡足够出色。ARM甚至带来一种幻觉，似乎自研CPU、GPU都不再必要。

　　“20年内，全球ARM架构芯片的年出货量将达到1万亿颗，ARM能够立刻收集所有实时数据”。ARM还将触手伸向物联网（IoT），这一次Mali-C71瞄准了无人驾驶汽车。

　　

　　图像信号处理器：ISP

　　图像信号处理器（ISP）的作用正在改变，随着每辆汽车内摄像头数量的增加以及传感器融合技术变得越来越智能，ISP的功能——对原始像素进行处理，将其转换为高质量的图像以用于显示，进行编码并由计算机视觉算法进行进一步处理——正在被集中到ADAS SoC之上。因此，SoC需要能管理多个摄像头，满足对汽车可靠性和最高级别安全性的要求。这就要求有一种既具备内置功能安全特性，又能处理传输并行信号的计算机视觉处理方案。一直以来，在单一SoC上实现这一处理方式是难以达成的。现在，这一切得以改变。

　　光线通过一层层镜组后，由感光元件CMOS记录，接着传递到ISP进行处理。ISP的全称是Image Signal Processor，即图像信号处理器。而驱动ISP运算的那段代码，就是ISP算法。

　　在手机摄影的应用中，ISP负责测光、色温测量、对焦、对焦辅助、取景、色彩控制、边缘矫正等功能。集成于手机SoC中的ISP，其性能已普遍超过单反相机。

　　

　　移动平台上的最强音

　　在ARM之前，图像处理领域不乏体量大得多的半导体巨头，如高通、三星。它们将ISP集成于SoC之中，基本上替代了独立ISP。

　　骁龙835带来双14位Spectra 180 ISP，最高可支持3200万像素的单摄像头，或者双1600万像素的摄像头。Spectra 180 ISP引入统一的双摄像头架构，包括彩色+黑白、广角+长焦，支持混合自动对焦，包括激光、对比、结构光和双相位对焦（2PD）。

　　

　　Exynos 8895同样搭载双ISP芯片，一个负责高质量呈现、另一个用于控制功率，最高支持前后2800万像素摄像头，或是后置2800万+1600万像素的双摄组合。

　　

　　初生牛犊，却一鸣惊人

　　Mali-C71的技术源自于Apical公司，ARM在去年收购了这家影像和嵌入式计算机视觉供应商，成交价为3.5亿美元。Mali-C71是Mali Camera系列的首款产品，支持多摄像头+多重曝光的特性。

　　这颗ISP的理论吞吐性能达到12亿像素/秒，支持4颗摄像头实时采集数据，最高分辨率为4096×4096。因为汽车对于ISP的要求远高于消费终端，据Strategy Analytics的预计，未来几年内高端汽车将装有至多12个摄像头。

　　

　　汽车行驶时可能面对极限暗光、高反差场景等极端条件，需要Mali-C71进行多重曝光处理，对采集的数据进行去噪与合成。

　　Mali-C71具有24EV的超高动态范围（UWDR）。这一数值不仅碾压高端单反的15EV动态范围，在某些情况下提供的细节甚至超出了人眼所能辨识的范围。

　　

　　全新应用领域：无人驾驶汽车

　　拥有如此强悍的表现，Mali-C71需要更大的施展平台。ARM希望将其用于先进驾驶辅助系统（ADAS），如先进后视镜、驾驶员疲劳检测以及行人保护系统，旨在推动汽车实现完全自动驾驶。

　　

　　Mali-C71满足包括ISO26262、ASIL D、IEC 61508和SIL3在内的安全标准，并将提供针对这些汽车标准的安全包。此外，它有超过300个专用故障探测电路，能够提供低延滞和先进的错误检测。