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用于汽车接口、安全和计算密集型负载的 FPGA 的选择和使用

2076814 2022-11-24 | pdf | 252.66KB | 次下载 | 免费

资料介绍

传统上，汽车中的计算任务由微控制器单元 (MCU) 和应用处理器 (AP) 执行。一辆典型的中档车可包含 25 到 35 个 MCU/AP，而豪华车可能使用 70 个或更多。汽车越来越需要极其复杂的计算密集型功能来执行高级驾驶员辅助系统 (ADAS)、信息娱乐、控制、网络和安全等任务。其中许多应用都涉及图像和视频处理形式的机器视觉以及人工智能 (AI)。传统上，汽车中的计算任务由微控制器单元 (MCU) 和应用处理器 (AP) 执行。一辆典型的中档车可包含 25 到 35 个 MCU/AP，而豪华车可能使用 70 个或更多。汽车越来越需要极其复杂的计算密集型功能来执行高级驾驶员辅助系统 (ADAS)、信息娱乐、控制、网络和安全等任务。其中许多应用都涉及图像和视频处理形式的机器视觉以及人工智能 (AI)。单独的处理器架构难以处理传感器、相机和显示器等外围设备所需的所有电气接口和协议。此外，在许多情况下，这些处理器根本无法满足机器视觉和人工智能等任务的极端计算需求。单独的处理器架构难以处理传感器、相机和显示器等外围设备所需的所有电气接口和协议。此外，在许多情况下，这些处理器根本无法满足机器视觉和人工智能等任务的极端计算需求。为了解决这种复杂性，汽车系统的设计人员正在转向现场可编程门阵列 (FPGA)，而不是取代现有的 MCU/AP，而是充当它们与其他设备之间的桥梁，并通过卸载通信和增强它们其他计算密集型任务。为了解决这种复杂性，汽车系统的设计人员正在转向现场可编程门阵列 (FPGA)，而不是取代现有的 MCU/AP，而是充当它们与其他设备之间的桥梁，并通过卸载通信和增强它们其他计算密集型任务。由于可以对 FPGA 进行编程以支持各种电气接口和协议，因此它们可以充当 MCU/AP 与传感器、相机和显示器之间的桥梁。此外，由于它们可以以大规模并行方式执行计算和操作，因此 FPGA 可用于执行计算密集型视觉处理和 AI 任务，从而释放主机处理器用于其他活动。由于可以对 FPGA 进行编程以支持各种电气接口和协议，因此它们可以充当 MCU/AP 与传感器、相机和显示器之间的桥梁。此外，由于它们可以以大规模并行方式执行计算和操作，因此 FPGA 可用于执行计算密集型视觉处理和 AI 任务，从而释放主机处理器用于其他活动。本文讨论了现代汽车的处理要求，并描述了 FPGA 可以解决的一些汽车应用。然后介绍本文讨论了现代汽车的处理要求，并描述了 FPGA 可以解决的一些汽车应用。然后介绍莱迪思半导体莱迪思半导体的一些示例 FPGA，并展示如何使用它们来解决连接、处理和安全问题。还提供了相关的开发板，以帮助设计人员入门。的一些示例 FPGA，并展示如何使用它们来解决连接、处理和安全问题。还提供了相关的开发板，以帮助设计人员入门。FPGA 的目标汽车应用FPGA 的目标汽车应用为了支持其 ADAS 功能，当今的汽车在车外使用了许多传感器，包括摄像头、雷达、LiDAR 和超声波检测器。在许多情况下，有必要从不同的传感器获取数据，预处理这些数据（去除噪声并根据需要对其进行格式化），并使用传感器融合来组合数据，从而使所得信息的不确定性低于以下情况：来自不同传感器的数据将被单独使用。在许多情况下，人工智能应用程序被用来分析数据、做出决策并采取适当的行动。为了支持其 ADAS 功能，当今的汽车在车外使用了许多传感器，包括摄像头、雷达、LiDAR 和超声波检测器。在许多情况下，有必要从不同的传感器获取数据，预处理这些数据（去除噪声并根据需要对其进行格式化），并使用传感器融合来组合数据，从而使所得信息的不确定性低于以下情况：来自不同传感器的数据将被单独使用。在许多情况下，人工智能应用程序被用来分析数据、做出决策并采取适当的行动。一个相对较新的趋势是电子（也称为“数字”）后视镜的部署。在这种情况下，后窗内安装了一个广角高分辨率摄像头。来自该摄像头的视频流显示在取代传统镜子的数字显示器上，从而产生清晰的后方视野，不会被后排座椅上的乘客遮挡。在某些情况下，来自安装在后视镜上的摄像头的视频流可能会与来自后窗摄像头的视频流合并。这三种馈送被“拼接在一起”以提供呈现在超宽电子镜上的单一图像，从而使驾驶员对车辆周围发生的情况具有更高程度的态势感知。一个相对较新的趋势是电子（也称为“数字”）后视镜的部署。在这种情况下，后窗内安装了一个广角高分辨率摄像头。