作为一种灵活且高性能的处理器,FPGA近年来凭借强大的并行处理能力、可编程性、高可靠性、以及对复杂算法与实时计算的支持,在智能汽车中的智能座舱、自动驾驶、高级驾驶辅助系统(ADAS)、发动机控制等多个领域展现出了强大的应用潜力。
莱迪思敏锐的观察到了上述趋势,在加大对小型和中型FPGA产品,特别是Nexus和Avant两大平台投资力度的同时,持续挖掘电动汽车领域展现出的广阔发展空间和潜在机会,希望通过持续优化这些平台,进一步契合智能汽车市场对于高效、节能解决方案的需求。
以智能座舱应用为例,由于能够支持高灵活度的数据处理和低延时显示,支持驾驶员状态监测、手势识别、语音控制和车舱内监控等应用,并实现图像的高速处理和优化,提升显示质量,在多屏、大屏、平视显示器(HUD)和车载显示与视觉系统日渐成为汽车界流行趋势的今天,FPGA得到了前所未有的重视。
这也是莱迪思开发汽车摄像头监控系统(Camera Monitor System, CMS)的初衷所在。莱迪思CMS系统不仅能够在各种光照条件下提供清晰的图像,还能在雨天和夜间等复杂环境中保持高质量的视觉输出,通过低延迟和高精度的图像处理,显著提升了车辆的安全性和驾驶体验。
自主研发的图像信号处理(ISP)和视频处理功能,是CMS系统成功的基石——它们不但能够提供更低延迟(<1ms)、更快上电和更低的功耗,小尺寸封装还支持灵活的输入/输出视频接口,可为客户系统实现功能安全特性一站式解决方案。
得益于FPGA具备的高度可编程特性,当采用FPGA来实现ISP功能时,用户可以根据不同摄像头传感器的特点和要求进行参数调整,甚至可以对图像进行实时调整、缩放、分割和拼接,以获得最佳的图像处理效果,确保驾驶员在任何条件下都能获得清晰、准确的视觉信息。同时,莱迪思还可为客户提供模块化设计的ISP功能,包括自动曝光、自动白平衡等,帮助客户打造自己的差异化设计。
此外,为了提高普通液晶显示屏的显示效果并增加对比度,使这些屏幕在车内不断变化的光线环境中看起来更清晰、画质更高,包括莱迪思在内的许多厂商也开始尝试将局部调光(Local Dimming)技术应用于车载显示屏中,希望以此找到一个具备高性价比的平衡点。
与竞争对手方案不同的是,莱迪思的Local Dimming解决方案基于其Nexus FPGA平台,结合了低功耗、高性能、高可靠性和小尺寸的特点,特别适用于汽车娱乐屏等近距离显示产品。考虑到不同客户的不同需求,莱迪思还能够提供根据客户需求定制的局部调光解决方案,支持LED矩阵的灵活配置和重新映射,以及多种LED驱动IC选项,以适应不同应用需求。
此外,用户还可以在FPGA中添加更多图像增强功能,包括旋转,视频缩放(Video Scaler)等;用于故障安全模式的屏幕显示(OSD)若未检测到视频,则显示车速等……值得一提的是,该技术还支持任意异形屏,如汽车内的长条或弧形屏幕,展现了莱迪思在技术创新上的灵活性和多样性。
除了在显示屏领域的应用,莱迪思的Local Dimming技术还展现出广泛的迁移潜力。例如,在LED车灯和AR HUD(增强现实抬头显示器)等应用中,Local Dimming技术同样能够发挥重要作用,提升产品的性能和用户体验。
而在车载信息娱乐显示屏互连和数据处理领域,莱迪思方案不但支持多分辨率缩放(最高支持4K显示尺寸),还最高支持HBR3 DisplayPort(每通道8.1Gbps),当桥接多个显示器时,可提供比同类产品快1.5倍的DisplayPort接口能力。
展望未来,莱迪思半导体将继续依托其强大的FPGA技术根基和Lattice Drive™软件解决方案,进一步强化自身在汽车行业的领导地位。这些创新不仅深化了莱迪思与客户之间的合作,更为整个汽车行业带来了更加先进、灵活且高效的解决方案,为全球驾驶者创造了更加安全、舒适和智能的出行体验。