實現下一代車載信息娛樂系統

博客，發布于2023年7月20日，作者：Mark Hoopes，汽車和工業細分市場營銷總監

“汽車行業正在迅速發展，在新技術的加持下，尤其是區域架構的出現、ADAS傳感器的優化以及在車輛中越來越多地使用高質量顯示器，汽車也比以往任何時候都更加智能。制造商所急需能夠幫助他們創新，同時可以在未來靈活更新的解決方案。”

——TECHnalysis Research總裁兼首席分析師Bob O’Donnell

市場對功能先進的電動和混合動力汽車的需求依然強勁，預計短時間內不會放緩。根據麥肯錫公司的數據，到2030年，全球汽車軟件和電子市場預計將達到4620億美元，信息娛樂、互連、安全和連接服務應用與整體軟件市場同步增長，將成為同期第二大軟件市場。

正如這些報告所述，信息娛樂系統正成為客戶在購買新車時考慮的最重要的功能之一。而且，根據車輛的不同，這些系統可以呈現出多種形式，從單個觸摸屏顯示器到用于中央娛樂中心、儀表盤、平視顯示器和后座顯示器的多個高分辨率顯示器，以及曲面、后視鏡顯示器、3D、增強現實等更多選項。

這些系統需要處理的信息復雜度越來越高，信息量也越來越大，需要可擴展且靈活的硬件和軟件解決方案。先進的電子元件需要高速接口來支持多個顯示器的連接和同步，而低功耗、低延遲數據處理也變得至關重要。未能滿足這些要求會大大影響駕駛員和乘客的安全以及用戶體驗。

傳感器、顯示器、攝像頭需要橋接能力

隨著信息娛樂和ADAS（高級駕駛輔助系統）系統的發展，顯示器和攝像頭的分辨率也在提高。同時連接和處理多個高分辨率顯示器、傳感器和攝像頭極具挑戰，許多現代汽車正在利用“區域架構”來實現這一點。區域架構提供了更好的可擴展性，支持更簡單的軟件開發，具有更優化的功能和可靠性，該架構中傳感器、計算和互連元件組合到不同的“計算區域”中，然后這些區域的計算結果被發送到主SoC。

隨著顯示器、攝像頭和其他視覺傳感器數量的增加，以及設計用于管理更高數據速率的新接口超過了中央SoC的I/O功能，高效的橋接對于組合、多路復用或分離信號至關重要。FPGA就是非常合適的選擇，因為它本身具有靈活性、可執行各種功能、而且尺寸較小。一輛車中用到多個FPGA，且每個FPGA都可以支持不同應用的例子十分常見。

萊迪思擁有一系列面向各種車載應用的汽車級解決方案，包括用于傳感器橋接和處理的ADAS；低功耗、靈活的區域橋接；以及駕駛員、駕駛室和車輛監控等。

利用萊迪思Drive加速汽車應用開發

我們最近推出的萊迪思Drive解決方案集合可幫助汽車制造商加速開發先進、靈活的汽車系統設計和應用，從而提供下一代車載體驗。

萊迪思Drive的首發版本專注于實現先進的顯示橋接和處理功能，以滿足不斷變化的信息娛樂系統需求，包括：

· 先進的顯示屏互連和處理

·       支持多分辨率縮放，支持高達 4K 的顯示尺寸

·       支持高達 HBR 3 的顯示端口，每通道 8.1 Gbps

·       通過可擴展的全陣列局部調光解決方案提供圖像/視頻增強

· 多個顯示屏互連

·       可橋接多個顯示器，提供比同類競品器件快1.5倍的DisplayPort接口

· 高效的數據處理

·       能夠處理或協同處理數據以減輕CPU的負載，功耗比同類競品低75%

借助萊迪思Drive解決方案集合，汽車制造商設計的信息娛樂系統可擁有多個高分辨率、可跨車型系列進行擴展的顯示器，并以更快的接口速度和更低的功耗來分擔CPU的處理任務，從而實現無縫處理和連接。FPGA自身的靈活性可以快速調整設計以滿足各種不同的型號要求，更輕松地應對供應鏈波動，并確保今后可以通過軟件進行現場更新。

局部調光需要靈活性和可擴展性

萊迪思Drive解決方案集合提供全面的針對特定應用的解決方案，結合參考平臺和設計、演示、IP構建模塊和FPGA設計工具，加快客戶應用開發和上市時間。這包括了適用于汽車LCD面板的自適應全陣列局部調光解決方案。

全陣列局部調光技術在LCD 面板后面使用了一組LED，每個LED或LED區域能夠單獨調光，僅照亮顯示器上所需的像素，從而動態適應顯示器的圖像內容。汽車應用中的局部調光是一個計算密集型功能，因為所需的算法相對復雜。除了考慮各個分區外，軟件還必須持續監控照明條件，它會隨著汽車的行駛而不斷變化，如白天和黑暗、不同的天氣條件、通過隧道等。

同樣的局部調光技術可用于汽車的平視顯示器（HUD），這些顯示器通常用于將駕駛信息投射到擋風玻璃上，例如汽車的速度，導航指令或警告。HUD的局部調光不僅增強了可視性，還能提供更加無縫的體驗。

FPGA是在汽車LCD面板中實現局部調光的絕佳選擇，因為它們可以提供實時處理能力、自定義和靈活性、高速接口、可靠性以及運行AI和ML算法的能力。如需詳細了解在低功耗萊迪思FPGA上運行的萊迪思Drive解決方案棧如何實現全陣列局部調光解決方案，請下載我們的白皮書。

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