可編程晶片與處理器讓汽車更聰明且安全
日本大廠Denso選用英特爾FPGA


每年一月熱鬧登場的國際消費電子展(Consumer Electronics Show, CES)，各家廠商以其最新技術爭相吸引消費者的目光，其中當然包括最新車款與車用技術，而可編程邏輯閘陣列(field programmable gate arrays，FPGAs)在汽車市場中的需求則極為強烈。事實上，英特爾FPGA已為許多客戶的車載先進駕駛輔助系統(advanced driver assistance systems，ADAS)解決許多棘手的資料處理難題，這些車載先進駕駛輔助系統產品都在國際消費電子展上亮相，包括：

• 英特爾針對自動駕駛產品發表Intel® GO™，包括針對自動駕駛的Intel® GO™ In-Vehicle開發平台，內含英特爾FPGAs晶片以及Intel® Atom™或Intel® Xeon®處理器。正如英特爾副總裁暨自動化解決方案部門總經理Doug Davis所陳述，這些內含FPGA與處理器的基板能協助車廠快速且可靠地設計車載先進駕駛輔助系統。

• 此外，Intel® GO™車用5G平台採用Arria® 10 FPGA並搭配先進射頻積體電路，帶給開發者彈性以測試各種尚未制定標準的5G通訊規格。

• 英特爾還發表了Arria® 10 FPGA 汽車級解決方案，成為最高效能的車載處理FPGA，提供比其他廠商的元件高出一個效能量級的優勢，且讓車廠可運用這系列的FPGA並著手開發自己的車載先進駕駛輔助系統。

• 另外，我們也與汽車零組件供應商Denso合作，運用Intel® Cyclone V SoC為車廠客戶打造一款立體視覺解決方案，這款新系統能協助汽車判斷煞車時機。


針對自動駕駛系統的新款汽車級Arria® 10GX中階FPGA不僅比前一代節省40%的耗電，還具備業界唯一硬體式浮點運算數位訊號處理(digital signal processing，DSP)模塊，使開發者能夠設計出符合最嚴格規範的產品。此外，Arria® 10汽車級FPGA提供超過320 Gbps的DDR4記憶體傳輸頻寬，以及超過200 Gbps的收發器頻寬，更支援12G串列傳輸協定，內含1.5K可變式精準度數位訊號處理模塊，以及24個收發器。

Denso是一家擁有前瞻視野與創新思維的汽車零件供應商，經營版圖遍及全球。Denso多年來投入技術研發，致力讓汽車擁有視覺能力，運用感測器擷取視覺資料，然後以極快速度進行處理。這樣的技術協助汽車為駕駛人做出判斷(自動駕駛)或從旁輔助駕駛人(自動化)。

Denso產品背後的技術，是全球體積最小的立體攝影機系統，此自動緊急煞車(Automated Emergency Braking，AEB)電子控制元件(Electronic Control Unit，ECU)專為影像辨識與處理功能設計，針對在行車時遭遇行人(行進速度最高到每小時50公里)與障礙物(行進速度最高到每小時80公里)時提供自動化緊急煞車功能，及時啟動煞車輔助系統與調適車頭燈系統—這些處理作業都在英特爾的Cyclone V SoC FPGA上運行。


這些系統安裝在靠近汽車後視鏡的擋風玻璃下方，對於精密電子元件來說是最具挑戰性的位置，因為得面臨尺寸與引擎高溫的問題。兩個感測器擷取到的影像都會同步處理，藉以產生影像的景深圖，協助辨識物體位置與距離，同時快速分析風險，從而判斷是否需要煞車。上述這些作業必須在幾百毫秒內快速完成。

Denso駕駛輔助安全工程部主管表示，他們的技術團隊正開發一款車用立體視覺系統，為其汽車煞車系統提供最精準且可靠的結果。這類系統需要大量的視覺影像處理功能，而英特爾的FPGA是唯一合適的晶片解決方案，不僅能執行如此密集的運算，還符合他們對耗電與成本的要求。

立體視覺系統由Cyclone V SoC FPGA負責控制，這顆FPGA扮演可編程的單晶片高效能電腦，負責密集的訊號處理作業。Denso指出這顆可編程晶片是重要關鍵，因為它不僅讓車廠提供超越對手的差異化解決方案，還帶來充裕彈性，能運用在自家生產的眾多產品與車款。

汽車市場對Intel FPGA有極大興趣以及採用意願，其中包括從獨立式電子控制元件解決方案，一直到像是Intel® GO™平台這類完全自主式與集中化的運算方案。這些還只是一小部分的例子，展現當業界邁向車載先進駕駛輔助系統的新世界之際，Intel FPGA將如何協助產業持續進步。