FPGA攻城掠地 驾驶辅助和倒车雷达展实力

    汽车驾驶辅助系统需要更高阶的嵌入式处理架构，因应汽车多媒体影音的多元应用，汽车驾驶辅助系统的嵌入式处理架构，需兼顾提升效能、降低成本和功耗、缩小尺寸、以及提升灵活性的设计要点。

    汽车驾驶辅助系统涵盖面相当广泛，举凡车道偏离警告系统、盲点侦测、自动巡航控制、自动停车、防撞侦测等，需要整合复杂的系统输入驱动功能。例如红外线和雷达转换器以及摄影镜头，都需要强大的即时数位讯号处理效能，便进行元素分析，进一步驱动通讯、控制系统和显示等处理应用。

    因此，汽车驾驶辅助系统的嵌入式处理架构，要能够突破既有讯号处理效能延迟的限制，兼顾复杂的系统介面输出入讯息，并且取代多晶片建置在成本、功耗和尺寸上的弱点，同时提高嵌入式设计的灵活性。具有可扩充性的FPGA设计架构，才能嵌入于不同整车车款系统中。可编程逻辑具备的大量平行处理资源能力，才能处理各种讯号处理应用的庞大资料，并可建置额外的周边元件，来扩充处理系统的各种功能。FPGA的可扩充性、平行处理能力和软硬体设计的弹性化和客制化能力，不仅开始在嵌入式处理市场攻城掠地，也开始受到汽车电子厂商的瞩目与青睐。

    赛灵思已经提出以ARM双 Cortex-A9 MPCore为组合核心、采用28奈米制程、软硬体平行可编程逻辑的可扩充处理系统架构Zynq-7000系列。不同于多晶片建置需要ASSP处理器和 DSP设计，赛灵思的可扩充处理平台强调处理器和FPGA架构的整合能力，省下了外挂DSP设计和多余的储存器周边。处理系统能独立于可编程逻辑之外，并在各种作业系统上运作。处理系统亦可再依照需求来调整可编程逻辑资源，如此软体的编程模式就与那些拥有完整功能的标准型ARM处理器基础SoC完全相同。

    另一方面，倒车影像装置也成为FPGA处理架构大展身手的应用。以往倒车影像装置多采用MCU和ARM 作为主控制器，影像数据资料传送到显示萤幕，往往会产生延迟的问题。而除了显示之外，现在的倒车影像装置更要进一步支援各种线条、字元符号、画图等动画显示功能，并兼顾高安全性和可靠性的车规规范。

    针对倒车后视功能，Microsemi（前Actel）提出采用FPGA作为主控制器、整合MCU讯息的处理架构，可将系统频率提高到100MHz，平行处理能力也提高倒车影像的显示效能和即时性，并支援车身前后左右影像切换的应用效果。支援倒车录影的两块FPGA架构，其一是将影像即时显示到萤幕上，其二是接收MCU命令呈现包括多图层、2D加速、绘图处理等显示效果。

    值得注意的是，Actel FPGA和Xilinx架构都强调开启电源就能运作的特性，这会有助于汽车电子运作的即时启动、以及处理器唤醒紧急事件加以执行的能力。例如在支援车载资资讯系统（Telematics）的短距数据传输应用，FPGA架构就要能满足高速行车数据传输准确到位的需求。因此，采用SRAM FPGA或是Flash FPGA的记忆体控制设计，可能会对汽车电子数据传输产生不同的影响。