yabo493|用于下一代汽车专用集成电路(ASIC)的嵌入式现场可编程逻辑门阵列(eFPGA)

最近研究新车的人很难注意到汽车电子产品的发展有多快。如果将3年前的汽车安全技术与今天的技术进行比较,就会发现相机数量大幅增加,以支持全景视觉、驾驶员注意力分散显示器、立体视觉相机、前置相机和多个后置相机等应用程序。除了照相机外,系统功能也得到了改善,包括自动紧急制动、车道偏离警告、后方盲区检测、交通标志识别等。这一趋势表明汽车电子产品持续快速创新,但这给汽车原始设备制造商(OEM)提出了新的挑战,其中包括:

开发新车的平均时间从48个月缩短到24个月,支持长达10年以上的生命周期时,如何快速开发新的功能和安全功能?

平台架构确实比车辆上市提前了几年,如何预测所需的硬件和软件需求?

汽车用户比较消费者电子产品时,如何提高汽车电子产品的性能和质量,以满足用户的期望?

专用集成电路(ASIC)解决方案

为了解决这些问题,汽车原设备制造商需要重新考虑系统体系结构,在设计中添加灵活性,以便在设计过程后期进行更改,并添加持续开发的功能和功能。这种重新设计的系统体系结构使OEMC制造商与其他竞争对手相比有所不同,并提供了使用标准硬件设备无法解决的技术挑战的解决方案。

传统上,高级驾驶辅助系统(ADAS)体系结构设备的选择取决于旨在支持特定汽车安全功能和环境要求的现成设备。这种方法非常适合非差异化功能,如防抱死制动系统(ABS)。但是,如果正在设计创新的安全功能,很多OEM企业决定构建自己的定制ASIC。定制ASIC与现成产品相比,总成本和性能最低。但是,ASIC可能会带来危险。如果不确定需要的所有功能,则在重新设计ASIC需要很多费用之前,不能更改。

尽管存在固有风险,但创新型汽车公司特斯拉(Tesla)认为ASIC线路是提供高级安全功能的最佳选择。特斯拉为此开发了自己的全自动驾驶(FSD)ASIC。该研发从2016年2月开始进行了29个月,到2018年7月为止ASIC尚未获得生产认证。在向客户销售汽车之前的近三年里,特斯拉必须决定所需的ASIC功能。他们决定采用以下架构:

集成每秒2.5G像素工作的照相机接头

128位宽的LPDDR4内存

照相机图像信号处理器(ISP)

H.265

支持FP32和FP16精度的图形处理器(GPU)

12个ARM A72 CPU

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图:特斯拉全自动驾驶结构演示

面向未来的硬件

但是,如果认为要使用的摄像头已停产,则需要新的摄像头ISP来获得更好的微光性能,或者需要GPU来支持块浮动而不是FP32吗?这种情况可能会导致ASIC重新设计或重大体系结构更改,从而导致未来车辆生产延迟。在ASIC建立灵活性,并在设计周期中后期增加这些功能,防止ASIC重新设计和生产延期不是更好吗?

随着2020年的临近,汽车ASIC制造商看到开发包括嵌入式FPGA(eFPGA)半导体知识产权(IP)在内的新ASIC体系结构来应对这些挑战。EFPGA在2016年特斯拉开发全自动驾驶芯片时还不是主流技术,但现在已经成为主流技术。Achronix eFPGA IP现已投入生产多个大规模应用程序,证明Achronix具备实现主流生产的能力。现在可以看到,eFPGA IP被汽车原设备制造商采用,以嵌入硬件编程的可能性。

与只提供特定逻辑密度、内存、资源组合和I/O接口的独立FPGA芯片不同,eFPGA IP解决方案可以完全定制,以满足特定的汽车工作负载。与独立的FPGA相比,EFPGA最多可节省90%的成本和75%的功耗,还提供了在ASIC开发后添加新硬件功能的相同功能。例如,通过更改硬件规格,为创新功能、新的强大显示技术、新的图像传感器功能等提供增强的雷达和相机传感器集成。下面的方框图显示了集成eFPGA的ASIC可以为汽车制造商提供的一些功能。

image.png

图:基于eFPGA IP的ADAS ASIC体系结构

HDCameras:高清摄像头

5g无线33605g无线

77GHz Radar: 77GHz雷达

自定义ASIC :自定义ASIC

Analog Front End:模拟前端

EFPGA:嵌入式现场可编程逻辑门阵列

SensorInterface:传感器接口

Pixel预处理:像素预处理

Radar Data Formatting:雷达数据格式整理

V2 Crypto: V2加密

视频/RADAR Fusion 3360视频/雷达融合

网络Processing:网络处理

自定义ASIC加速器3360自定义ASIC加速器

CPU应用程序层3360 CPU应用层Display Interface/Format conversion :显示接口/格式转换

电信网络接口(can/以太网)3360车辆网络接口(CAN/以太网)

Infotainment Display:信息娱乐显示器

该体系结构可以使用Achronix的Speedcore eFPGA IP技术实现。Speedcore eFPGA IP与传统ASIC相比具有竞争优势,帮助供应商缩短开发时间,同时增加新的创新功能,这些功能可以在ASIC硬件体系结构确定后定义。EFPGA IP确实是汽车行业的游戏规则变更者。Achronix很高兴知道eFPGA可以为未来的汽车ASIC设计带来巨大的价值。

您可以立即联系Achronix,了解有关汽车解决方案的详细信息。

(请参阅Tesla全自动驾驶ASIC)

(请参阅缩短研发生命周期和减少设计复杂性对汽车产业的影响。)

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Author: yabovip

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