智慧的车越来越离不开FPGA？

关于FPGA是否会被替代的讨论时常会出现，近期甚至有FPGA企业在推出新产品时会特别强调“无需FPGA知识背景即可上手”，令人怀疑FPGA的未来市场前景。然而，这类诞生于上世纪80年代、在半导体极度追求高算力的背景下存在感稍弱的品类，正在汽车向智能化、定制化、新能源化转型的路上崭露头角，呈现出不可替代的作用。

智能座舱定制化需要更高灵活度

“智能座舱是本年度国内车企讨论最多的话题之一。” AMD 大中华区汽车业务系统架构师毛广辉在接受《中国电子报》采访时表示。智能座舱作为直接与用户对话的第一窗口，其设计和体验感直接影响到用户购买意愿。而在实现更优座舱体验的过程中，车厂也发现既有汽车电子产品不能完全满足客户需求。例如，现有SoC扩展能力不足，座舱内各个部件由不同供应商提供，会出现显示风格与明暗度不同等问题。以上问题FPGA都可以解决——既可以助力SoC实现拓展，又可以实现多部件显示风格、色差的统一。

具体到场景中来看，当前，新能源汽车各整车厂都在做更加个性化、差异化的产品。甚至于每家每个车型设计的显示屏的数量、尺寸和镜头分辨率都不太一样。而如何支持各车企实现车辆定制化，就成为包括FPGA厂商在内的上游供应商思考的问题。“以前车上的显示屏只是在中控，现在很多副驾驶座位上会有屏幕，驾驶座上还有可能有隐藏的抬头显示的屏。”莱迪思亚太区汽车市场开拓经理杨静雯在接受《中国电子报》记者采访时表示，“屏的应用越来越多，车载传感与屏的联动也越来越多，一如汽车在后视镜上安装摄像头，再把摄像头拍摄的内容呈现在显示屏中，这样就可以帮助司机大大提升在晚上或者雨天行驶的安全性。”

诸如此类纷繁复杂的应用需求给FPGA带来了更多用武之地。例如需要多个异形屏，由于屏幕的数量和分辨率不完全一样，就需要灵活度很高的器件支持，由此，支持高灵活度的FPGA便派上了用场。

而在更细化的领域，杨静雯向《中国电子报》记者展示了FPGA能够实现的定制化能力。她举了一个显示行业主推的Mini LED局部调光（Local Dimming）的例子。为了使显示屏呈现更清晰、明暗更分明的画面，最好的办法是实现有内容、有画面的地方亮，而没有画面的地方实现100%的黑，这样整个画面的对比度将会更高，同时整个显示系统的功耗也会降低。对于这一项功能来说，车上不同组件例如仪表盘、后视镜、中控等对局部调光效果的要求不同，而这些都可以通过FPGA实现。

车辆实时控制需求复杂化

杨静雯表示，汽车客户正给汽车电子器件厂商带来非常多新的需求，除视觉检测、眼球跟踪、手势识别等传统应用场景之外。近期还有客户提出可以人脸识别解锁汽车、通过人脸识别来解决不同司机座椅调整的需求等。毛广辉也表示，新能源汽车的蓬勃发展带给行业众多新机遇，沉浸式智能座舱和舱驾一体化成为未来趋势。

而当纷繁复杂的汽车需求提交给上游环节，呈现给汽车电子元器件的结果是：要满足汽车多样化的需求需要更多种类和更多数量的传感器，同时整个系统的整合和分发输出、实时控制将会更加复杂。AMD 汽车业务高级产品市场经理Rehan Tahir在接受《中国电子报》记者采访时表示，这是汽车电子行业面临的共同趋势。

Rehan Tahir表示，集成在车辆上的摄像头等传感数量不断增长，对人工智能和机器学习的需求也随之增长。上述整车发展趋势均要求IC器件足够灵活，以满足汽车升级所需的连接需求，包括MIPI、PCIe、以太网、CAN、CAN-FD 等接口。“随着我们转向具备更高自主水平的车辆，功能安全、安全性和可扩展性变得更加重要。”

高灵活性、可扩展性，这些关键词恰恰命中了FPGA的优势。

毛广辉表示：“FPGA具有灵活性、可扩展性等优势；具备高速接口I/O Serdes，支持大量数据及高速数据流的并行输入，解决了带宽的瓶颈。在数据预处理方面，可编程逻辑门阵列的LUTs架构可以有效分配资源进行数据清洗、拆分、汇总；在机器学习智能计算方面，提供AI Engine的硬核加速器，支持主流的算子和框架，有助于客户快速部署。此外，电子电器架构的升级，将支持1G、10G、25G等网络的扩展与升级迭代，并支持TSN协议。”

他总结道，无论技术如何发展，FPGA总能随技术升级而发挥相应作用。

例如当前非常热门的信息安全、系统安全等领域，就有能用到FPGA的机会。且因为其适应面很广，可以参与到更多应用中，因此FPGA在价格上也有很高的灵活度。杨静雯表示，莱迪思的器件涵盖从1美元到100美元不同级别的产品来支持客户不同的需求。

当前，针对汽车客户产品升级的需求，FPGA厂商已经在进行产品的市场布局。