fpga 有一个响亮的别名——“万能芯片”,它是一种能够通过软件更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元,完成既定设计功能的数字集成电路。虽然fpga问世的时间不长,但发展非常迅猛,远超出了业界的预想。
fpga 在汽车电子领域的应用尤为广泛,minieye 正是选用了 fpga 作为硬件架构的平台。
让我们从 adas 产品出发,从多个角度来看,fpga 为什么得到了越来越多的关注与重视?
首先,从计算需求适应性能来看:
minieye 研发的adas产品涉及大量计算密集型算法,这个类型的算法有计算量大,数据规整、适合并行三个特点。
虽然 fpga 研发难度高,但只要设计精良,就可以适应算法,将深度学习算法做到全并行,高 i/o 复用和数据吞吐,并像软件一样直接升级,满足越来越高的算法需求。
相反,其他硬件架构则各有缺点,asic 流片成本高且周期长,流片后也无法进行修改;cpu 并行度低,处理相关算法则相对低效,功耗高;gpu 并不符合视觉计算模型的特点,并行度有限,而且效率低,功耗与成本较高。
从产品需求来看:
能耗方面: fpga 芯片的低能耗对散热结构和供电的要求低,保证了它在高温环境下的稳定工作,minieye 的前装产品曾经在深圳的夏季,车内温度高达 50 摄氏度的情况下进行过测试,完全能够正常工作。
定制化方面:fpga 的可编程性决定了它能直接定义硬件接口,适应不同的接口需求,满足一些车厂与液晶仪表、hud 等设备打通的需求,进行人机交互。
成本方面:芯片的设计成本特点,研发和投片成本高,生产成本低,出货量大之后,平摊成本很低。minieye 的 fpga 芯片合作方的产品,出货量已经超过 1000万片,这个量级保证了采购成本在一个合理的区间。
资质方面:车规级是 adas 产品进入前装领域的门槛,minieye 选用的 fpga 平台通过了 aec-q100,iso 26262 等必要的资格认证。
拓展性方面: fpga 的可编程性让研发人员可以自行设计逻辑电路,接入能力丰富(可以轻松接入很多的传感器和摄像头);选型丰富(不同资源量大小可选择型号很多),这些优点决定了 fpga 芯片能够满足 l2、l3 级别以上的感知需求。
随着 ai 时代的到来,fpga 能够进一步体现出它的优势。一方面,fpga 的可编程性决定了它能够针对应用与计算的特点,高度发挥计算优势,进行快速迭代更新,适应深度学习的各种复杂算法。另一方面,fpga 的生产商也在针对 ai 类的算法优化 fpga 的内部设计,增强 fpga 在 ai 领域的拓展,不断增强其计算能力。
fpga 在车载领域的运用范围也将得到进一步拓展,目前,在汽车电子领域,fpga 芯片主要运用于 adas 产品、协议软件上,随着它计算能力的发展与功能继承性,fpga 有望成为车载的控制中枢,扮演汽车“大脑”的角色。比如说,今年 6 月底,fpga 的发明者赛灵思与戴姆勒共同宣布,联手采用赛灵思汽车应用领域的 ai 处理技术共同开发车载系统。
fpga优越的性能特点、合理的采购成本与可预见的发展潜力,就是它越来越受重视的原因。
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