FPGA在汽车娱乐电子应用中的参考计划

    Altera公司汽车奇迹部技能行销经理 Joel Seely 

    汽车娱乐电子推动了成果和容量的快速生长，促使计划职员在性能、本钱和机动性上做出综合思量。与其他汽车电子范畴差别，多媒体图形应用高度可视化，其需求多变，在很多环境下乃至还没有创建标准。汽车计划职员必要一个可以或许提供最机动、性能最佳而本钱可控的办理方案。可编程逻辑，分外是现场可编程门阵列（FPGA）便是如许的办理方案。 

    过去，专用集成电路（ASIC）可以或许为制造商提供本钱效益较好的芯片方案，因此，汽车图形应用在半导体方面一样平常选用ASIC。但是，ASIC开辟本钱不绝攀升，低落批量代价、快速面市的请求以及成果巨大性的进步大概会预示着汽车市场中ASIC统治期间的结束。顶级汽车提供商正在探求一种最具本钱效益的计划平台，其强大的成果和机动性可以或许餍足越来越巨大的汽车数字体系的需求。

    专用标准产品（ASSP）在汽车和斲丧类市场上是ASIC的一种更换方案。这类产品的重要上风在于低本钱。但是，ASSP具有隐含的本钱，如探求种种成果都符合的ASSP，而不必添加外部逻辑、软件以及其他ASIC大概ASSP。并且，随着需求的不绝变革，在计划早期大概必要ASSP，计划一旦投产之后，便不再采取ASSP。 

    FPGA可以或许明显收缩工程开辟时间，低落多芯片重复利用本钱，成为汽车图形应用中更换ASIC和ASSP的成果强大而又机动的办理方案。ASSP大概会丢失所需成果，ASIC则有随着计划修改而必须重制的危害，而FPGA在计划进程中，可以举行编程，并根据必要重新编程，实现更快速的原型计划，加快产品面市。要是需求变革，纵然是器件已经在车辆中投入利用了，FPGA也可以现场举行更新。FPGA不存在预先的ASIC流片(NRE)本钱以及最小订购量题目，也不存在ASSP相干的潜伏本钱题目，它是体系计划最具本钱效益的选择。并且，FPGA在通用硬件平台上可以或许重复利用的本领非常紧张，使计划职员可以或许天生差别的体系，依附一个根本计划便可以支持多种成果，从而低落制造本钱。 
    FPGA参考计划推动汽车图形技能 信息娱乐应用请求越来越巨大的图形处理惩罚本领。这种处理惩罚可以在高端处理惩罚器和DSP中实现，但价格是极高的本钱、巨大度和功耗。可以在体系中参加FPGA来低落图形体系的总本钱、巨大度，以及性能需求。图1所示为一个标准的图形参考计划，该计划承载视频输入，包围LCD屏幕上表现的其他图像。 

    该参考计划在Altera Cyclone FPGA中实现了一个视频输入模块和LCD图形控制器，展示了在汽车市场必要的低本钱应用中，FPGA所具有的强大成果和机动性。参考计划运行在Altera Nios II嵌入式处理惩罚器开辟板上，并参加了用于实现相机/视频输入、输出表现驱动电路的模块。
视频输入模块包括一个前打量机接口和用于色彩空间转换、调解和缩放的IP，以及视频存储器接口。LCD表现接口包括控制差别层之间以及图像之间半透明结果的IP成果。这些输入输出控制模块是Altera SOPC Builder体系的构成部分，该体系用于将全部IP模块举行无缝连接。OpenGL-E图形库子集运行在主机CPU中。该库提供处理惩罚和表征位图、帧缓冲访问和图形基元画图的全部成果。