以FPGA芯片在汽車電子前沿領(lǐng)域應(yīng)用為例 探討科通技術(shù)如何賦能下游終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

科通技術(shù)本土少數(shù)掌握FPGA芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)授權(quán)的經(jīng)銷商，以知名的芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)和分銷服務(wù)商身份在下游前沿領(lǐng)域的終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面脫穎而出。公司緊密合作全球80余家領(lǐng)先的芯片原廠，包括主要?dú)W美高端芯片廠商以及國(guó)內(nèi)眾多芯片廠商。

據(jù)了解，F(xiàn)PGA芯片具有邏輯可編輯和IO端口可配置等兩方面靈活性，可適用于快速代、技術(shù)前沿的開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域，以下用幾個(gè)案例來(lái)探究下科通技術(shù)是如何通過(guò)FPGA芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)，為下游前沿領(lǐng)域的終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供支持。

以FPGA芯片在汽車電子前沿領(lǐng)域的應(yīng)用為例

近年來(lái)，汽車電子技術(shù)突飛猛進(jìn)，從 L1 級(jí)別前向碰撞預(yù)警及車道線偏離預(yù)警，到 L2 級(jí)別自動(dòng)緊急制動(dòng)及車道保持輔助系統(tǒng)，到 L3 級(jí)別自適應(yīng)巡航及代客泊車到L4 級(jí)別的高級(jí)別自動(dòng)駕駛等，汽車復(fù)雜功能的實(shí)現(xiàn)對(duì)處理芯片的算力大小和IO端口數(shù)量提出很高的挑戰(zhàn)及要求。傳統(tǒng)ASIC芯片功能基本固定，僅可以通過(guò)更換主芯片、重新進(jìn)行電路設(shè)計(jì)等方式來(lái)配合汽車功能升級(jí)；而 FPGA 芯片則由于邏輯可重復(fù)編輯、IO端口可編輯、大容量、大算力等優(yōu)勢(shì)，可在兼顧成本和功耗前提下較好地適應(yīng)快速升級(jí)的汽車電子前沿項(xiàng)目。

科通技術(shù)針對(duì)新一代汽車輔助駕駛，研發(fā)了一系列基于FPGA的應(yīng)用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化的技術(shù)：如高靈活度傳感器及端口適配技術(shù)、高效率算法實(shí)現(xiàn)技術(shù)、汽車級(jí)系統(tǒng)安全技術(shù)、自適應(yīng)適配升級(jí)技術(shù)，幫助客戶減少試錯(cuò)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品原型開(kāi)發(fā)、加速終端產(chǎn)品推向市場(chǎng)?？仆夹g(shù)依托于Xilinx的FPGA芯片，搭載豐富產(chǎn)品線組合，為客戶提供一站式芯片應(yīng)用解決方案，以下從智能汽車總體設(shè)計(jì)和傳感器融合兩部分介紹科通技術(shù)是如何通過(guò)FPGA芯片應(yīng)用賦能終端市場(chǎng)。

在智能汽車總體設(shè)計(jì)方面，提升汽車控制系統(tǒng)的功能性、安全性、保密性

相對(duì)于其他電子系統(tǒng)領(lǐng)域，汽車電子的工作環(huán)境更為復(fù)雜，對(duì)汽車控制系統(tǒng)的功能性、安全性、保密性提出更高的要求?？仆夹g(shù)為客戶提供FPGA芯片模塊化的應(yīng)用設(shè)計(jì)方案。在功能性方面，科通技術(shù)通過(guò)對(duì)FPGA芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)疊加容錯(cuò)功能，確保在小概率故障發(fā)生時(shí)，電子產(chǎn)品仍安全運(yùn)行；在安全性方面，科通技術(shù)在芯片應(yīng)用時(shí)幫助客戶設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，保護(hù)設(shè)備正在處理的信息或數(shù)據(jù)確保不遺失；在保密性方面，科通技術(shù)對(duì)芯片設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了加密功能，為客戶提供電子產(chǎn)品防篡改功能。

科通技術(shù)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)圍繞 FPGA 芯片整合具備不同優(yōu)勢(shì)功能的芯片產(chǎn)品，為客戶提供了具備功能需求、兼顧安全性的一站式芯片應(yīng)用方案。并且提供以 Xilinx（賽靈思）為核心車規(guī)級(jí)芯片，使客戶在基于公司芯片產(chǎn)品線進(jìn)行相關(guān)功能設(shè)計(jì)時(shí)，可快速地將安全功能適配到目標(biāo)產(chǎn)品上，有效保護(hù)汽車電子產(chǎn)品不被仿制、防逆向測(cè)繪和遭受其他侵權(quán)。同時(shí)，科通技術(shù)在關(guān)鍵難點(diǎn)上為客戶提供技術(shù)指導(dǎo)及支持，助力客戶順利完成認(rèn)證，并為配套 FPGA芯片設(shè)計(jì)，在軟硬件設(shè)計(jì)方面均提供支持?？仆夹g(shù)通過(guò) Cadence（楷登電子）工具鏈，提供了高安全等級(jí)設(shè)計(jì)的 EDA設(shè)計(jì)和仿真工具服務(wù)，在操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)和底層軟件等方面均提供了安全的設(shè)計(jì)方案。

此外，由于汽車產(chǎn)品生命周期長(zhǎng)于其他消費(fèi)電子產(chǎn)品，對(duì)供應(yīng)鏈芯片的穩(wěn)定性提出較高的要求。科通技術(shù)提供穩(wěn)定而持續(xù)的技術(shù)支持和FPGA芯片供貨，保障客戶的供應(yīng)鏈安全，尤其在汽車客戶量產(chǎn)之后，還可以確保多年持續(xù)供貨。

將人工智能與FPGA 芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)結(jié)合，助力汽車傳感器融合實(shí)現(xiàn)低時(shí)延、高辨力低時(shí)延、高辨力

ADAS（Advanced Driver Assistance System），即高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，是指利用安裝在汽車上的各種傳感器，感知車身周圍環(huán)境并收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)物體辨識(shí)、偵測(cè)與追蹤，并進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)算和分析，從而讓駕駛者預(yù)先察覺(jué)到可能發(fā)生的危險(xiǎn)，有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。

在 FPGA 芯片應(yīng)用于 ADAS 領(lǐng)域，科通技術(shù)應(yīng)用技術(shù)能力主要體現(xiàn)于傳感器信息處理速度及信息辨別能力。傳感器信息處理的快慢直接決定了剎車距離等關(guān)鍵指標(biāo)、關(guān)乎人身安全和財(cái)產(chǎn)安全；同時(shí)，ADAS 系統(tǒng)如何對(duì)障礙目標(biāo)進(jìn)行辨別，針對(duì)行人、機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車等目標(biāo)設(shè)定不同的應(yīng)對(duì)策略是傳感器融合領(lǐng)域的前沿技術(shù)難題。

在傳感器反應(yīng)速度方面，科通技術(shù)將人工智能結(jié)合到 FPGA 芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)中，通過(guò) Xilinx（賽靈思）芯片的異構(gòu)處理引擎特性，構(gòu)建安全、高帶寬、可滿足其系統(tǒng)特定架構(gòu)要求的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，助力傳感器融合實(shí)現(xiàn)低時(shí)延。Xilinx（賽靈思）芯片經(jīng)公司應(yīng)用部署后，客戶可以通過(guò)遠(yuǎn)程更新、充分發(fā)揮現(xiàn)代輔助駕駛系統(tǒng)潛能，隨著時(shí)間的推移，客戶對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不斷進(jìn)行迭代升級(jí)，使客戶產(chǎn)品能夠持續(xù)滿足市場(chǎng)需求。

在傳感器辨別信息能力方面，科通技術(shù)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)與時(shí)俱進(jìn)，測(cè)試了大量現(xiàn)有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并挑選了其中效率和性能較好的網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行優(yōu)化，供客戶挑選和試用，幫助客戶傳感器融合產(chǎn)品辨別不同目標(biāo)障礙物并作出相適應(yīng)的反應(yīng)策略?；?Xilinx（賽靈思）的 FPGA 芯片，科通技術(shù)適配了面向目標(biāo)抽取、人臉識(shí)別、交通單元分類、車牌號(hào)識(shí)別、激光雷達(dá)點(diǎn)云處理等常用場(chǎng)景的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)?？蛻粼?FPGA芯片設(shè)計(jì)中使用其驗(yàn)證過(guò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，加速了客戶的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件迭代速度，較大程度上減少了客戶的工作量，提高了客戶研發(fā)工作的針對(duì)性和開(kāi)發(fā)效率。

隨著汽車智能化的不斷發(fā)展，F(xiàn)PGA在汽車領(lǐng)域的使用也持續(xù)增長(zhǎng)。汽車電子行業(yè)對(duì)FPGA的需求主要來(lái)自于ADAS（智能感知系統(tǒng)）和自動(dòng)駕駛。由于FPGA具有低延遲和更高吞吐量，已經(jīng)成為ADAS解決方案的重要組成部分。隨著汽車智能化水平的不斷增長(zhǎng)，傳感器的用量也出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)，需要處理的數(shù)據(jù)量也快速增長(zhǎng)，推動(dòng)了汽車電子領(lǐng)域?qū)τ贔PGA的需求?？仆夹g(shù)順勢(shì)而為，有望在該領(lǐng)域搶占先機(jī)。

審核編輯 黃宇