莱迪思FPGA祭出汽车整合方案，Lattice Drive正大力赋能汽车应用

莱迪思Lattice公司48%的营收来自于工业和汽车业务，其中汽车业务增长较快。国内不少新能源汽车厂商采用莱迪思的芯片并已大批量出货。在莱迪思丰富的FPGA产品阵营中，既有容量做到100K的小型器件如CrossLink-NX、CertusPro-NX，也有容量支持到500K的中型器件，将来还将推出更多面向汽车领域器件，并且这些器件均获得AEC-Q100的车规认证。
 
为了加速客户更便捷高效的设计，莱迪思推出了不少软件解决方案，此前已经发布5个解决方案合集，包括实现AI应用的sensAI、实现嵌入式视觉的mVision、实现平台固件保护恢复机制的Sentry、实现工厂自动化的Automate、推动5G ORAN部署的ORAN等，此次发布Lattice Drive，主要提供关于汽车的整体的解决方案，加速客户创新。
 
莱迪思亚太区汽车市场开拓经理杨静雯女士表示在汽车电子化、智能化的驱动下，无论是摄像头、雷达等各种传感器，还是形状各异的多个显示屏，它们的桥接、互联互通和数据处理都给FPGA带来了机会。
 
例如，在ADAS方面，激光雷达、毫米波雷达的桥接、图像绘制和数据处理；在显示屏方面，摄像头360环视，跟显示屏相关的互联互通，包括摄像头和显示屏的分辨率之间的匹配；在三电应用上，主要做电控控制的协处理等。还有一些新的需求来自于人脸识别、司机检测、信息安全、系统安全等等。
 
Lattice Drive将莱迪思针对不同市场应用的软件解决方案集合拓展到了汽车市场，旨在开发各类汽车应用，包括车载信息娱乐显示屏互连和数据处理、ADAS传感器桥接和处理、低功耗区域桥接应用，实现对驾驶员、座舱和车辆的监控。
 

Lattice Drive解决方案集合

Lattice Drive解决方案集合覆盖从硬件平台、IP核、软件工具、参考设计、定制设计服务等多方面。杨静雯做了详细解析。


 
具体来看，硬件平台具有基于CertusPro-NX的评估板，DP、eDP的适配器，客户可以同时实现DP、eDP和放大缩小scaling的功能，以及CertusPro-NX PCIe桥接，方便客户直接使用。
 
IP方面，目前汽车涉及到大屏显示的部分，90%以上都是eDP的接口，因为进行大量的数据吞吐，既要有输入和输出，同时因为分辨率在输入端和输出端可能不一样，所以莱迪思提供视频按比例缩放的功能。此外在Lattice Drive中提供如图像增强，旋转、视频合并、视频加强，包括帧率的加和减等与图像相关的功能。
 
软件工具方面，CertusPro-NX是基于Lattice RADIANT和PROPEL软件，值得一提的是所有应用于莱迪思汽车器件上的软件工具，都经过ISO26262的认证，满足客户功能安全的需求。
 
莱迪思提供eDP、DP、scaling所有的参考设计，包括Local Dimming、图像增强、视频旋转、scaling、加帧、减帧、图像分割等。
 
同时，汽车厂商在追求产品个性化、差异化的过程中，显示屏数量尺寸、摄像头分辨率等都不尽相同，这就需要FPGA厂商提供更多客制化的服务，帮助客户实现具体应用并量产落地。
 

出色的功能

 
据介绍，首发版本的Lattice Drive主要关注车载信息娱乐显示屏互连和数据处理功能，可提供：
 
先进的显示屏互连和处理
支持多种分辨率的缩放，最高支持4K显示尺寸
最高支持HBR 3 DisplayPort，每通道 8.1 Gbps
通过可扩展的全阵列局部调光解决方案提供图像/视频增强   
 
多个显示屏互连
可桥接多个显示器，提供比同类产品快1.5倍的DisplayPort接口   
 
高效的数据处理 
能够处理或协同处理数据以分担CPU的负载，功耗比同类竞品低75%
 
驾驶舱内车载显示屏分布在中控、仪表盘、信息娱乐显示、抬头显示、电子后视镜等许多部位，要驱动多个尺寸和分辨率不同的显示屏就需要很高灵活度的器件支持，这正是FPGA的用武之地。
 


而越来越多的毫米波雷达、激光雷达、摄像头产生的数据如何收集，如何参与整个汽车的辅助驾驶和自动驾驶的运算，FPGA起到连接多个传感器、把大量数据传送到计算单元等关键作用。此外针对算力的实时性要求，还可做为协处理器分担CPU的运算负载。
 
杨静雯分享了局部调光的方案。以前LCD屏大多数的大光源来自于两边两条发光的灯，整个光的分布不太均匀。现在为了提高对比度让画质更好，整个显示行业主推MiniLED为背光的Local Dimming技术。莱迪思的方案会根据LED上显示或者是前端送过来的视频，在每个屏上会有几百个甚至几千个分区。根据每一个分区所对应的视频，测算图上的亮度，来决定后面每个灯的亮度。
 

 
以仪表盘为例，仪表盘大多数的背景是黑色或深色的，我们可以把黑色后面相对应的LED灯关掉，仍然是黑色背景，同时前面的图像更亮，整个系统的对比度比以前大幅提高。MiniLED灯关掉也可以大大减少整个系统的功耗。
 
受限于汽车PCB的空间，莱迪思的设计可将Local Dimming、图像处理、视频缩放甚至功能安全放在同一颗FPGA里，降低整个系统设计的复杂度的同时缩短客户开发的周期。例如，基于跟OSD叠加相关的设计，在运行过程中若检测前端视频的输入存在问题，FPGA会控制整个屏的显示，将把一些关键的驾驶信息比如车速、排档位以及一些警告的信息显示给司机。
 
小结：
 
莱迪思面向汽车领域的Lattice Drive解决方案集合已经展示出在车载信息娱乐显示屏互连和数据处理功能方面的优势，未来还将发布功能安全相关的方案，以及低功耗AI用于检测和车辆监控的方案等，不断深入到汽车应用的细分需求，以软硬件整体方案加速汽车领域的创新。