基于Synaptics SL1680之AI疲勞駕駛檢測方案

隨著車載技術的快速進步，駕駛安全越來越受到重視，而疲勞駕駛是造成交通事故的重要原因之一。傳統的駕駛監控技術因精度不足或反應遲緩，無法滿足實時監測需求。因此，結合人工智能技術的疲勞駕駛檢測系統成為行業新方向，旨在提供高效、精準的駕駛員行為監測，降低事故風險。

Synaptics SL1680 作為一款高性能、低功耗的 AI 原生 SoC，為駕駛安全解決方案提供了穩定的硬件基礎，加上先進的 AI 模型，可以實現實時、精準的疲勞駕駛檢測。

? Synaptics SL1680介紹

Astra Machina Foundation 系列評估套件能夠輕松且快速地為 Synaptics SL 系列多模式嵌入式處理器進行原型設計。其模組化設計包含可交換的核心運算模組、通用 I/O 板，以及用于連接、調試與靈活 I/O 選項的子卡，具備極高的可擴展性和便利性。

Synaptics Astra SL 系列是一系列高度整合的 AI 原生 Linux 和 Android 系統級芯片 (SoC)，專為多模式消費者、企業及工業物聯網 (IoT) 工作負載進行最佳化。該系列配備了硬件加速器，可支持邊緣推理、安全性需求、圖形處理、視覺運算和音訊應用。

SL1680 SoC 整合了高效能運算引擎，包括四核心的 Arm? Cortex?-A73 64 位元 CPU 子系統、7.9+ TOPS 的神經網絡處理單元 (NPU)，以及專為高級圖形和 AI 加速設計的高效、多功能 GPU。此外，該 SoC 還具備用于影像信號處理 (ISP)、4K 視訊編解碼以及音訊加速的硬件模組。SL1680 的設計結合了高效能與功能整合，為設備制造商提供靈活的解決方案，以滿足物聯網細分市場的多模式應用需求，并兼顧不同價格區間。

開發板組件的定義：
1. Astra Machina：具有核心模組、I/O 板和支援的子卡的組合系統
2. 核心模組：處理器子系統模組，關鍵元件包括SL1680、eMMC和LPDDR4x。
3. I/O 板：通用基板，包括各種標準硬體界面、按鈕、接頭連接器和電源輸入。
4. 子卡：用于支援各種功能的附加板，例如連接、偵錯和其他靈活的 I/O 選項。

?執行方案程式

基于 Synaptics SL1680 的 AI 疲勞駕駛檢測方案結合高性能 SoC 與先進 AI 模型，實現即時駕駛員行為檢測。方案為車載應用提供了一套安全、可靠且經濟的解決方案，可廣泛應用于多類駕駛場景，有助于提升行車安全，降低事故風險。

1. 駕駛員行為檢測
    @ 閉眼持續時間監測：檢測駕駛員閉眼的頻率與時長，判斷是否處于疲勞狀態。
    @ 打哈欠行為檢測：通過嘴部運動模式分析，判斷駕駛員是否疲勞。
2. 實時警報與提示
    @  當檢測到疲勞駕駛行為時，系統會發出聲音警告、震動提醒或將數據上傳至車載系統進行可視化提示。
3. 數據存儲與分析
    @  錄制駕駛行為數據，支持后續的行為分析、報告生成與安全優化。
4. 導航
    @  使用Google Map APP導航至臨近休息地點。

?Q&A

Q: Synaptics SL1680 的主要功能是什么？
A: 提供 AI 推理加速、多媒體處理和邊緣計算能力，適用于智慧車載和物聯網應用

Q: 它可以處理 4K 視訊嗎？
A: 可以，支持 H.264 和 H.265 標準的 4K 視訊編碼和解碼。

Q: 它的處理器架構是什么？
A: 配備四核心 Arm Cortex-A73 和 7.9+ TOPS 的 NPU。

Q: 支援多攝像頭輸入嗎？
A: 是，內建 ISP，可支持多攝像頭輸入，用于多視角應用。

Q: SL1680 是否支持即時 AI 推理？
A: 支持，內建 NPU 可實現即時推理，支持 TensorFlow Lite、ONNX 等框架，可高效運行 YOLOv8 等 AI 模型，適合低延遲場景。

?場景應用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術優勢

1. 高效能處理架構    @ 搭載 四核心 Arm? Cortex?-A73處理器，為計算密集型任務提供強大的處理能力，適合多任務并行執行和復雜工作負載。    @ 支持主流 AI 框架（如 TensorFlow Lite、ONNX和YOLO），支持量化模型運行，進一步提升效率。 2. 高度整合的多媒體處理能力    @ 配備支持高級圖形處理和 AI 加速的 GPU，適用于高畫質用戶界面和復雜的視覺應用。    @ 支持 H.264 和 H.265 等標準的 4K 視訊編碼與解碼，實現流暢的多媒體處理，適用于車載顯示、流媒體播放等應用。 3. 邊緣 AI 計算能力    @ 支持 AI 模型的本地推理，降低對云端依賴，實現低延遲的即時響應，提升安全性與用戶體驗。    @ 配備多種專用硬件加速器，針對特定計算需求進行優化，例如圖像處理、視覺推理和音訊處理等。 4. 多樣化的 I/O 支持與擴展性    @ 多種類型的 I/O 接口（如 USB、PCIe、I2C、SPI 等）。    @ 支持多攝像頭輸入，滿足車載、監控等多視角應用需求。

?方案規格

核心模組主要組件：   1. Synaptics SL1680 四核心 Arm Cortex-A73 嵌入式物聯網處理器，最高頻率達 2.1 GHz   2. 儲存空間：eMMC 5.1 (16 GB)   3. 記憶體：透過兩顆 x32 16 Gbit LPDDR4x，提供 x64 4 GB 系統記憶體   4. 電源管理 IC (PMIC)：兩個支持 Vcore 和 Vcpu 電源軌的動態電壓與頻率調整 (DVFS)   5. HDMI Micro Rx 界面：V2.1 規格，支援 HDCP 2.2，可提供最高 4K60p 視訊和進階音效   6. SD 卡插槽   I/O 板主要組件：   1. HDMI Type-A Tx 界面：V2.1 規格，支援 HDCP 2.2，可提供最高 4K60p 視訊和進階音效   2. M.2 E-key 2230 插槽：支援 SDIO、PCIe、UART 用于 Wi-Fi/BT 模組   3. USB 3.0 Type-A：4 個埠，支援主機模式，傳輸速率達 SuperSpeed   4. USB 2.0 Type-C：支援 OTG 主機或外設模式，傳輸速率達 Hi-Speed   5. 按鈕：用于 USB-BOOT 選擇和系統重置 (RESET)   6. 2pin 接頭：用于 SD-BOOT 選擇   擴充子卡界面選項：   1. MIPI DSI：22-pin FPC 界面，支援 4 通道 DSI，并具備 I2C 和 GPIO，適用于最高 4K30p/2K60p 顯示面板   2. MIPI CSI-2：提供兩個 FPC 界面，CSI0 為 22-pin 支援 4 通道，CSI1 為 15-pin 支援 2 通道，每個界面皆具備 I2C 和 GPIO，適用于最高 4K60p（單攝像頭）或 4K30p（雙攝像頭）   3. JTAG 子卡：用于除錯   4. 40-pin 接頭：提供額外功能   5. 4-pin PoE+ 子卡：支援新增的電壓調節模組，符合 PoE+ Type2 (802.3at) 規范的電源設備。提供 25.5W（第 4 類）于 I/O 板 40-pin 接頭的 5V 電源   6. 4-pin 接頭：用于 PWM 主動式風扇   7. Type-C 電源供應：提供 15V @ 1.8A