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[導(dǎo)讀] 車聯(lián)網(wǎng)、ADAS等技術(shù)的逐步推進讓不少工程師驚呼,車載信息大爆炸時代即將到來。隨著車內(nèi)各類電子系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息量不斷攀升,為下一代汽車設(shè)計更智能的HMI系統(tǒng)的需求也更為迫切。下一代儀表顯示系統(tǒng)將擔負起連結(jié)

 車聯(lián)網(wǎng)、ADAS等技術(shù)的逐步推進讓不少工程師驚呼,車載信息大爆炸時代即將到來。隨著車內(nèi)各類電子系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息量不斷攀升,為下一代汽車設(shè)計更智能的HMI系統(tǒng)的需求也更為迫切。下一代儀表顯示系統(tǒng)將擔負起連結(jié)駕駛員、車內(nèi)控制與車外環(huán)境的重任。汽車儀表顯示系統(tǒng)設(shè)計方案不斷演進,更強儀表圖形能力、更多信息顯示內(nèi)容、更具個性化顯示,期待著更強大的車載SoC芯片及設(shè)計方案的出現(xiàn)。日前,富士通半導(dǎo)體推出其第三代車載圖形應(yīng)用SoC芯片Triton(MB86R20)系列,希望能滿足下一代汽車儀表顯示平臺的設(shè)計需求。

更強運算與圖形能力

從GDC到SoC,富士通在汽車圖形顯示控制深耕多年,產(chǎn)品廣泛用于中控顯示、多媒體影音娛樂系統(tǒng)、導(dǎo)航、虛擬儀表等領(lǐng)域。富士通半導(dǎo)體(上海)有限公司市場部高級經(jīng)理周浩洋表示,“此次推出第三代SoC芯片具有增強的CPU和GPU處理能力,其性能完全能滿足驅(qū)動多屏、高分辨率(1920x720)、全液晶儀表以及360°3D全景顯示的需求。” Triton的CPU采用了2個ARM Cortex-A9,3D圖形引擎采用POWERVRTM SGX543(圖1),與第二代車載SoC芯片Emerald相比,其CPU、GPU的性能分別提高2倍和5倍。同時還從第二代的四路輸入配置升級到了全高清影像的6路輸入和3路輸出,可將來自攝像頭的高清影像和本地高清內(nèi)容輸出到多個高清顯示屏。其所支持的百萬像素影像可以更清晰的顯示出車身周圍情況,減少駕駛視野盲區(qū)。

除3D圖形引擎外,該系列還內(nèi)置了富士通自行開發(fā)的二維圖形引擎,可實現(xiàn)圖像的自適應(yīng)卷繞(Warping on-the-fly)等功能,該功能可用于Head-up顯示的彎曲校正,由于采取各部分獨立工作的模式,因此可獲得更高的性能表現(xiàn)。其二維圖形處理引擎、三維圖形處理引擎和視頻捕捉器可同時獨立工作,并根據(jù)不同的應(yīng)用和顯示內(nèi)容在8個不同的描繪層上進行最佳的圖像處理。例如,儀表顯示屏上的指針和車身描繪在不同層分別進行二維/三維處理,可實現(xiàn)超越規(guī)定性能指標的高度繪圖功能(圖2)。目前,Triton已在全球同步上市。按車廠通常設(shè)計的時間跨度,基于Triton的儀表顯示產(chǎn)品有望在2016年面世。

圖1. Triton系列功能框圖。

圖2. Triton系列具有超高性能的繪圖功能。

基于Triton的多屏、全景方案

在提供Triton芯片的同時,富士通還提供兩個基于Triton的儀表顯示應(yīng)用方案: 360°全景百萬像素3D成像系統(tǒng)以及多屏(Integrated HMI)全液晶儀表系統(tǒng)。

有別于其它全景系統(tǒng),基于Triton的360°全景百萬像素3D成像系統(tǒng)帶有識別功能,可用于通知駕駛員靠近車輛的物體,并在屏幕上予以警示(圖3)。據(jù)周浩洋介紹,“漸近物體算法是與富士通實驗室聯(lián)合開發(fā)的,可以在全景系統(tǒng)上實現(xiàn)ADAS??蓞f(xié)助全景顯示,無遺漏地向駕駛者傳遞汽車周圍的危險情況,減少了因車輛死角造成的事故發(fā)生概率,尤其是在人口稠密、路況復(fù)雜的大城市,這一功能對于安全駕駛的幫助非常巨大。另外,由于可以同時處理來自6個攝像頭的影像,因而可進一步拓展適用場景的范圍以及提高三維影像表現(xiàn)的自由度。”該全景方案支持多通道6路全高清數(shù)字攝像頭輸入接口,每路支持200萬像素,每秒30幀,并搭載世界領(lǐng)先的360°全景拼接算法。“基于該方案,廠商可以結(jié)合自己的需要開發(fā)不同的靠近預(yù)警功能,如語音提醒等,下一步我們也在考慮為該方案加上距離傳感器,來感知曲面點上接近物的距離,為夜視等弱視環(huán)境提供一個更加明確的距離警示。”周浩洋表示。

圖3. 帶識別功能的360°全景百萬像素3D成像系統(tǒng)。漸進物體在紅框中顯示。

另一方案,多屏(Integrated HMI)全虛擬儀表系統(tǒng),則適用于整合車內(nèi)多個顯示平臺,集中顯示汽車內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)。該多屏顯示系統(tǒng)依托Triton高性能運算能力及獨立2D引擎(iris)和3D引擎(Imagination),可支持3路顯示輸出,最大支持1920x720分辨率。“人、車與外界連結(jié)的信息量迅速增加,并且這些信息正變得越來越復(fù)雜,如電動汽車的電池、車輛故障診斷、攝像頭影像、警告、導(dǎo)航、智能手機連接和云連接等。以往,這些信息是通過中控顯示屏、儀表板顯示屏和抬頭顯示器等分別顯示和控制,屬于分散型控制。但為了實時和直觀地向駕駛員傳達汽車及其周圍情況,需要將各種信息匯集到一處,進行集中處理,并根據(jù)不同駕駛場景選擇最佳形式呈現(xiàn)出來。多屏全液晶儀表系統(tǒng)即可實現(xiàn)這個功能,可促進人、車間的人機交互體驗更直觀、順暢。” 周浩洋表示。

圖4. MB86R20系列實現(xiàn)顯示控制(Integrated HMI)。

提供完整方案,也提供差異化支持

富士通半導(dǎo)體針對中國市場將提供整套方案,不僅提供底層的芯片及芯片的驅(qū)動,還提供上層的應(yīng)用軟件,包括拼接算法,UI的儀表設(shè)計工具,參考設(shè)計等,給客戶提供一站式服務(wù)。“業(yè)內(nèi)的友商通常只是提供底層的芯片和驅(qū)動,而上層的方案和軟件是來自第三方,而富士通半導(dǎo)體提供整套方案,這意味著客戶拿到方案,工程師就可以開始設(shè)計,為客戶贏得Time to Market。”周浩洋強調(diào)。

為幫助車廠實現(xiàn)差異化,富士通半導(dǎo)體還為其SoC提供用途廣泛的軟件工具包。例如,為便于設(shè)計師和技術(shù)人員協(xié)作,富士通半導(dǎo)體提供用于多屏全液晶儀表系統(tǒng)界面設(shè)計(HMI)工具“CGI Studio”。利用該工具可最大限度發(fā)揮Triton系列的性能,設(shè)計師所繪制的內(nèi)容通過Triton可立即呈現(xiàn)出來,利于設(shè)計師和技術(shù)人員的協(xié)同配合,以減少產(chǎn)品化過程中的返工。“由于富士通半導(dǎo)體具備豐富的汽車人機界面開發(fā)經(jīng)驗,針對像3D全虛擬儀表方案,我們可以幫助廠商根據(jù)自己具體需求進行個性化創(chuàng)新開發(fā),可以自由集成虛擬儀表、倒車影像、導(dǎo)航等信息。”周浩洋指出,“同時,近年來車廠特別注重對HMI界面的個性化設(shè)計,如UI設(shè)計、菜單設(shè)計等,甚至車廠有趨勢希望能更頻繁的更新HMI界面,為客戶提供新鮮感和差異化服務(wù),使用CGI Studio則可大大減少開發(fā)成本,包括時間成本。”

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