奧迪全新款A(yù)8的zFAS自動駕駛系統(tǒng)上安裝了大量傳感器，這樣，使用FPGA設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接就能變得更加簡便。

可重構(gòu)處理器（Reconfigurable processors）已越來越多地出現(xiàn)在不斷快速更新變化的車載信息娛樂系統(tǒng)上。如今，這一技術(shù)正欲繼續(xù)拓展，進(jìn)軍高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）領(lǐng)域。而隨著自動駕駛技術(shù)的出現(xiàn)，現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）及其他定制化處理器也將取得進(jìn)一步發(fā)展。畢竟，在人工智能發(fā)展變幻莫測的當(dāng)下，定制化服務(wù)已變得日益重要。

如今，越來越多的整車廠（OEM）開始將軟件性能作為衡量車輛性能的標(biāo)桿。因此，那些能夠幫助汽車硬件作出及時調(diào)整，以適應(yīng)系統(tǒng)算法及車載軟件變化的設(shè)備，將變得更具實用性。對越來越多的系統(tǒng)來說，軟件的升級可以帶來性能的大幅提升，而有時僅僅通過調(diào)整程序架構(gòu)，就能使硬件性能更上一層樓。

“算法一直在不斷推陳出新，然而研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，只有在硬件改變的前提下，汽車的性能才能提升2%，但是如果硬件不變的話，這就是空談。”鏗騰（Cadence）旗下Tensilica市場部的集團(tuán)高級總監(jiān)Steve Roddy談到，“研發(fā)人員需要一個可編程的解決方案，且該方案的計算力要足夠強(qiáng)大。”

在介紹2018款奧迪A8的zFAS自動駕駛技術(shù)時，奧迪就著重強(qiáng)調(diào)了可重構(gòu)硬件的重要作用，并再次明確了電子控制技術(shù)對程序計算有著非常高的要求，因為在關(guān)鍵時刻，這將是攸關(guān)生死的問題。英特爾（Intel）全新的Cyclone V FPGA將搭載ARM雙核處理器，可以有效提升奧迪控制單元的性能。其他一同搭載的重要部件還包括英偉達(dá)（Nvidia）的圖形處理器、Mobileye的視覺處理器以及中央處理器等。

“在這款奧迪車上，我們首次將異質(zhì)性方式運用到ADAS系統(tǒng)上。”英特爾汽車駕駛編程方案集團(tuán)（Intel’s Automotive Programable Solutions Group）高級總監(jiān)Michael Hendricks告訴我們，“ADAS和自動駕駛的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)，幾乎每三個月就會有一項重大突破。專用集成電路（ASIC）的研發(fā)者很難迅速抓住應(yīng)用的要點，而FPGA則帶來了很多幫助，研發(fā)者也能更從容靈活地去適應(yīng)這些變化。”

這一技術(shù)巨大的發(fā)展?jié)摿?，正吸引著越來越多的FPGA供應(yīng)商，Xilinx就是其中之一。借助可重構(gòu)設(shè)備，設(shè)計團(tuán)隊改動處于研發(fā)階段后期的硬件時可以更省力。與此同時，設(shè)計人員也可借此設(shè)置控制單元，以適應(yīng)不同模型的需求。比如，有些ADAS系統(tǒng)會比同類產(chǎn)品多幾個感應(yīng)器。

“有了FPGA，就能更好調(diào)整I/O（輸入/輸出），正確設(shè)置LVDS（低電壓拆分信號）和CAN連接。”Hendricks指出，“比如說，F(xiàn)PGA可以提供海量的邏輯門，因此，可以對硬件與軟件進(jìn)行編程，從而優(yōu)化算法與硬件。”

定制化的硬件過去主要是用于研發(fā)的，而ASIC和專用處理器則投入量產(chǎn)。然而，在車載多媒體逐步取代無線收音設(shè)備后，定制化硬件的功能也隨之突破了自身局限。如今，隨著用戶對于娛樂資訊軟件的特性和功能提出了更多的要求，這些硬件能派上用場的地方也越來越多。在大型車輛內(nèi)，定制化的處理器甚至可用來支持人與人之間的溝通交流。

“在大型SUV中，汽車頂棚的智能聲音接收系統(tǒng)能夠識別誰在說話，并將其聲音通過揚聲器播放出來。”Roddy說道，“這些芯片可以實現(xiàn)很多此類功能。”

目前，由于用戶對于汽車安全性和車載多媒體需求的不斷增加，汽車IC市場有著長期穩(wěn)定的增長預(yù)期。據(jù)IHS Markit預(yù)測，汽車半導(dǎo)體的市場總規(guī)模將會從2016年的321億美元上升到2017年的344億美元，較2015至2016年7%的增長水平略有提升。

長期的增長預(yù)期，也在不斷推動著汽車芯片市場的變革。英特爾收購了生產(chǎn)FPGA的阿爾特拉（Altera），又收購了制造視覺處理器的Mobileye。高通（Qualcomm）則在積極收購恩智浦半導(dǎo)體（NXP Semiconductors），而恩智浦去年剛剛合并了飛思卡爾半導(dǎo)體（Freescale Semiconductors）。據(jù)花旗集團(tuán)（Citigroup）估算，英偉達(dá)（Nvidia）——這個原本并未大舉進(jìn)入汽車行業(yè)的公司，將會在2018會計年度在汽車這塊注資10億美元，想必也和2017會計年度該領(lǐng)域收益上升52%不無關(guān)聯(lián)。

盡管像英偉達(dá)和鏗騰（Cadence）這樣的業(yè)界新貴已開始專注汽車應(yīng)用軟件，傳統(tǒng)供應(yīng)商依舊延續(xù)了其市場龍頭的地位。Semicast Research的數(shù)據(jù)顯示，2016年，恩智浦、英飛凌（Infineon）、瑞薩（Renesas）、意法半導(dǎo)體（ST Microelectronics）和德州儀器（Texas Instruments）依舊是全球最大的幾家自動駕駛組件供應(yīng)商。而在位列前十的全球頂尖自動駕駛技術(shù)公司中，還有博世（Robert Bosch）、On Semiconductor、微芯科技（Microchip Technology）、東芝（Toshiba）和羅姆半導(dǎo)體（Rohm Semiconductor）等。

作者：Terry Costlow
來源：SAE《國際汽車工程》雜志
翻譯：SAE 中國辦公室