賽靈思：汽車駕駛員輔助系統之利用FPGA的處理能力

　　作者：Paul Zorati，賽靈思公司汽車電子部駕駛員輔助高級系統架構師

　　過去五年來，汽車產業在駕駛員輔助 （DA） 系統方面取得了顯著進步，在切實豐富駕駛體驗的同時，為駕駛員提供了寶貴的周邊路況信息。本文著眼于如何運用 FPGA 迅速將最新駕駛員輔助創新技術推向市場。

　　駕駛員輔助技術介紹

　　自上個世紀 90 年代早期以來，高級 DA 系統開發人員一直在為實現更安全、更舒適的駕駛體驗而努力。過去二十年里，超聲停車輔助、自適應巡航控制、車道偏離警告系統等 DA 功能已在高端汽車中得到部署和采用。

　　近來，汽車制造商新增了后視攝像頭、盲點檢測和環視系統等選項。除超聲停車輔助功能外，DA 系統的應用量仍然有限。但據市場調研公司 Strategy Analytics 預測 DA 系統的應用將在未來十年出現顯著增長。

　　除了政府立法因素和消費者對安全功能的強烈關注，遠程傳感器和用于提取和解讀關鍵信息的相關處理算法的創新，也在促進 DA 系統應用的增長。隨著時間的推移，這些 DA 系統將變得更加復雜，并且從高端車輛進入主流車輛，而 FPGA 處理功能將扮演主要角色。

　　駕駛員輔助傳感技術發展趨勢

　　傳感器研發人員借毗鄰市場（如手機攝像頭）的他山之玉，開發出了不僅能用于汽車環境，還能滿足嚴格成本控制的器件。無獨有偶，開發人員使用基于 PC 的工具對復雜處理算法進行了優化，并將其移植到嵌入式平臺上。

　　雖然超聲傳感技術一直主導市場，IMS Research 研究機構（圖 1）認為未來幾年將是攝像頭傳感器的天下。

　　攝像頭傳感器的獨特之處就是能夠同時提供原始輸出和經過處理的輸出。來自攝像頭的原始視頻可直接顯示給駕駛員，用于確認和評估危險狀態，這是其它類型的遠程傳感器無法企及的（比如雷達） 。

　　另外（或者說同時） ，視頻輸出可使用圖像分析功能進行處理，提取關鍵信息，比如行人的位置和運動。開發人員還可在一組攝像頭的基礎上集成多種消費功能，擴大這種攝像頭傳感器數據的 “雙重用途” ，如圖 2 所示。

　　從這些應用，我們可以總結出一些關于適用于基于攝像頭的 DA 系統的處理平臺的要求：

　　? 它們必須同時支持視頻處理和圖像處理。

　　? 其中視頻處理指的是正確處理原始攝像頭數據，并顯示給駕駛員；圖像處理指運用分析功能從視頻流中提取信息（例如運動） 。

　　? 它們必須為并發功能相關的算法提供并行數據路徑。

　　? 鑒于眾多新功能要求百萬像素級圖像分辨率，連接功能和存儲器帶寬與原始處理能力同等重要。