淺談?電動汽車數字儀表盤背后的秘密

大塊頭V8的轟鳴聲、高性能汽油發動機刺耳的炸街聲，從來都是司機脈搏加速的刺激物。對于電動汽車來說，發動機沒有了，噪音也消失了，但汽車制造商還有其他辦法制造出令人興奮的車輛，并助其在激烈競爭中脫穎而出。

當進入電動汽車駕駛座時，大多數人首先會注意到大幅的屏幕。例如，特斯拉S車型上廣受贊譽的17英寸中控臺顯示。從那時起，汽車制造商一直在其車輛的各個區域添加顯示屏。這些屏能夠分享更多的信息，并且為電動汽車帶來真正的未來感。然而，并非所有顯示都有足夠的幀率并且平滑流暢運行，仍需大量的工作以實現出色的顯示。

近年來，從數字燃油表到LCD里程計數器，各種顯示方式陸續出現在汽車中。今天，數字渲染儀表盤成為了汽車的標配，不僅提供了更先進更優異的體驗，也為汽車制造商帶來了巨大好處。機械儀表盤在安裝前需要制造裝配和嚴格的測試，這會產生巨大的成本，而數字儀表盤則免除了這筆巨額支出，同時還多方面提升了駕駛體驗。

顯示的核心在于安全

電動汽車受制于電池，而驅動數字儀表盤的所有顯示實際上占用了很大部分電力，是以我們如何使顯示更加高效？其關鍵在于驅動它們的硬件構建模塊，以及超高效嵌入式SoC（SoCs）的設計方法。同樣需要應對的挑戰是，在嵌入式環境下，如何保證顯示不發生故障，甚至在發生故障時能夠正確應對。

解決此問題的一個方法是"分塊區域保護 （TRP）"技術。它將車輛中的顯示分解為 GPU 可以看到的那些對象，并標記為關鍵安全信息。它把與這些對象關聯的顯示標記到確定區域。

現在，GPU 認為這些區域對安全性至關重要，將單獨檢查這些顯示內容，確保符合ISO 26262 之類的功能安全標準。使用這種方法，即使其它顯示區域發生故障，也不會影響關鍵安全信息。

TRP 還意味著關鍵安全信息可以標記汽車的其他位置信息。例如，在倒車時，后視攝像頭拍攝的畫面可被渲染并標記為關鍵安全信息。它還用于 UI 顯示中變動頻次較高的其它元素，如里程表的指針或齒輪選擇。TRP的另一個優點是渲染效率，只需檢查小部分顯示渲染，對終端用戶整體顯示幀率的影響可以忽略不計。

然而，并非所有內容都可以通過顯示進行控制，隨著車輛中AI 和神經網絡加速器（NNA）的進步，語音控制和手勢控制可以取代儀表盤的一些物理組件。

保持神經網絡和顯示屏之間的協同工作對所有功能間的安全非常重要。

最高品質，最小影響

實現優異的數字儀表盤顯示，并運行順暢，是一項雙重挑戰。首先，我們需要提高驅動顯示的GPU 性能，以使它們能夠在同樣的功率預算下獲得更強的算力。其次，通過使用法線貼圖（Normal Mapping）、Alpha 貼圖（Alpha Mapping）和抗鋸齒 （MSAA） 等技術，可以減少三維空間需要渲染的多邊形數量，并且可以捕獲一些小細節，如曲面和材質，而無需高分辨率紋理或大量多邊形計數。

這兩種方法意味著圖形處理單元 （GPU） 每秒可以渲染更多的幀數，使得儀表盤上呈現更平滑的指針移動，或是獲得更生動、動態的駕駛體驗。這也會對信息娛樂系統產生巨大影響，當專輯封面跳轉或渲染高級模型中預期的漂亮 UI時，如果幀率下降可能會令終端用戶厭煩，影響用戶體驗。

未來電動汽車的顯示

在汽車中，對于用戶體驗、信息娛樂以及最重要的安全性方面，顯示和渲染信息變得越來越重要。隨著顯示技術變得越來越高效，驅動它的芯片效率也將更高，以在不耗損功耗的情況下，獲得極佳的顯示體驗。

來源：電子創新網

審核編輯黃昊宇