高级驾驶员援助系统(ADAS)很快被整合到几乎所有新的汽车中。这些系统通常介绍汽车制造商和1级,具有独特的计算需求,标准CPU或GPU可能不太适合。
ADAS应用实例。图片由微芯片(PDF)
正如在电气工程的许多其他领域的趋势一样,ADAS的一个被广泛接受的解决方案是硬件加速——用于特定任务的独特硬件。然而,与asic是首选解决方案的其他行业不同,ADAS系统设计者倾向于选择fpga(PDF)。
fpga在asic上的一个案例
虽然ASICS可能看起来像硬件加速的适当解决方案,但有很多原因为什么fpga更适合ADAS。
首先,fpga提供了高度的可定制性和灵活性。每一辆智能汽车都有一系列独特的ADAS功能——读取来自独特传感器的输入,在数据上应用专有算法,并根据数据执行特定操作。
英特尔的FPGA是如何集成到单前相机ADA中的示例。图片由英特尔
因此,每个车辆开发人员集成了不同的传感器,优先化不同的应用,并以不同方式实现算法。使用情况,数据采集系统和要求太广泛且动态,并且FPGA允许设计人员能够在区分竞争中,专门为其需求定制其解决方案。
FPGA与Asics的高级,总体比较。图片由硬件蜜蜂
同样,fpga允许可伸缩性。由于同一款汽车的新车型具有更复杂的任务和设计限制,工程师可以轻松地基于前几代的FPGA设计,而不必经历旋转新ASIC的麻烦。
最后,快速上市使得fpga成为汽车制造商和Tier 1的理想解决方案,他们经常发布最新的、最好的东西。
汽车设计独有的约束条件
在关键任务汽车设计中使用fpga进行设计与其他环境中的设计不同,因为fpga具有复杂的约束条件和苛刻的环境。
可靠性是fpga在ADAS中的首要问题。历史上,由于封装技术、组装技术、环境压力过大或ESD, fpga容易失效,所有这些都是高温催化的。在ADAS中使用fpga时,这是一个重要的设计考虑,因为汽车往往会经历极端的工作温度。
因此,许多供应商已经创建了能够在极端条件下运行的FPGA架构。
层层的汽车安全措施。图片由恩智浦
此外,随着汽车通过物联网变得更加智能和互联,安全性一直是一个重要问题。汽车包含数百个通过CAN协议进行通信的嵌入式设备,这些设备并非总是为了安全考虑而设计或优化。
之间的通信汽车中通过CAN总线嵌入的设备会使系统容易受到安全威胁。可以利用FPGA来用于ADAS系统的安全性,以便在车内通信中使用加密或使用硬件信任的硬件进行系统认证。
FPGA对崛起的需求
作为FPGA需求增长和对FPGA设计者的后续需求的证明,Lattice半导体公司已经成立一个旨在培训FPGA设计艺术的工程师的综合培训中心。该程序的一个驱动力是汽车的电气化,并且对更多FPGA的相关性需要。
Xilinx是一家专门生产汽车fpga的公司,随着ADAS成为新型汽车的主要产品,Xilinx已经增加了oem的产量。图片由赛灵思公司
Gowen Semiconductor最近升到了满足这一需求的挑战生产释放fpga目的是用于车辆中的远程信息处理,信息娱乐和发动机。gowen指出这些设备是AEC-Q100合格这证明它们具有弹性,能够承受恶劣的汽车环境。
你有在ADAS应用中使用fpga的经验吗?如果有,你对其他有类似项目的设计师有什么建议?请在下面的评论中分享你的想法。