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1、各大半导体厂商 ADAS 技术解决方案总结在中国，经过几年的快速进展，消费者从最初对汽车的根本代步功能需求已经渐渐转向对安全等更高层次的需求。越来越多的汽车制造商正在转向电子、高科技方案以求解决安全问题，高需求也使得汽车安全系统越来越像智能化的方向进展。全球汽车制造商也渴望为汽车消费者供给越来越先进的ADAS 应用，满足各种不同类型车辆的需求，而不仅仅是ADAS 已经相当普及的高端豪华车系。将来，ADAS 应用将会掩盖入门级、中端和高端三个汽车价格区间。为此，本刊特地采访了几家供给ADAS 应用解决方案的半导体厂商，让大家更加了解当前有哪些主流的ADAS 应用解决方案。1. 赛灵思Xilinx
2、的 Zynq 平台解决方案赛灵思是一家传统的供给FPGAFieldProgrammable Gate Array，即现场可编程门阵列产品及其解决方案的厂商，日前它推出了业界首款在单芯片上集成了ARM 双核Cortex-A9 MPCore 处理系统和亲热整合FPGA 的汽车级Zynq-7000 All Programmable 片上系统SoC平台。该平台可帮助系统厂商加快在围绕视觉、3D 围绕视觉、后视摄像头、动态校准、行人检测、后视车道偏离警告和盲区检测等高级驾驶员关心应用的开发时间。“尽管消费者格外青睐ADAS 应用，对它的需求强劲并处于持续增长态势，不过ADAS 的推广速度并未到达应有的水
3、平，这是由于开发和制造本钱巨大。但主要缘由还在于，目前 大多数ADAS 解决方案均承受多芯片，几乎完全是从头开头设计的，而且这种设计结果是一次性的，不能重复利用，只能支持单一一种 ADAS 应用。而 Zynq-7000 All Programmable SoC 能为 ADAS 应用带来高强度实时处理功能以及针对多种先进算法的并行处理功能，并供给与传感器和车辆通信主干之间的多样化接口。”赛灵思公司亚太区兴业务拓展经理黄文杰在承受采访时表示。黄文杰在解释说，为了供给ADAS 的灵敏性及便于产品更换代，业界必需通过提高集成度、优化性能、创立通用ADAS 优化平台来实现适当尺寸的底层组件，确保支持不同
4、的应用，而且能够实现定制。由于高度集成的全面可编程单芯片平台不仅能够降低单位本钱，提 高规模经济效益，缩短开发周期，而且能转变ADAS 进展的格局，最终确保ADAS 得到普及。而 Zynq 平台满足这一切的要求。从技术层面分析， Zynq 承受单一芯片即可完成ADAS 解决方案的开发。Zynq-7000 All Programmable SoC，大幅提升了性能，便于各种捆绑式应用，能实现不同产品系列间的可扩展性。其次， Zynq-7000 All Programmable SoC实现了ADAS 优化的平台，可以让汽车制造商和汽车电子产品供给商在平台上添加自己的IP 以及赛灵思汽车生态系统供给的
5、现成的IP，从而能够创立出独有的差异化系统。从市场层面上看，目前和将来的ADAS 应用的共同之处是将多种摄像头和超声传感器与专用实时处理系统相结合。而 Zynq-7000 在视频/影像捕获；视频/影像处理；自定义算法/Accelerators；连接功能；编码/解码领域具有极大的灵敏性。“赛灵思虽然并未直接向汽车OEM 厂商供给产品。但其合作伙伴已经在承受Zynq 平台致力于ADAS 产品开发。”黄文杰表示，“赛灵思联盟打算成员 Green Hills Software，eSOL， Lauterbach GmbH 等已经都承受了赛灵思Zynq-7000 All Programmable SoC
6、进展产品开发。”在中国， ADAS 应用需求也在持续进展， 会渐渐从备选的功能升级到必需的装备。黄文杰认为，赛灵思灵敏的可编程SoC Zynq-7000 将成为推动这方面应用的抱负平台。中国企业把握这项平台技术之后，能够更快地开发出低本钱且高性能、高集成度的适合中国环境的ADAS 方案， 促进这项应用的全面推广和普及。2. ADI 视觉ADAS 解决方案与赛灵思承受FPGA 作为核心开发器件不同，ADI 的ADAS 主要核心器件是DSPdigital signal processor，即数字信号处理器。ADI 基于视觉的ADAS 系统供给车道偏离警告、交通信号识别、智能前灯把握、物体检测/分类
7、、行人检测等功能。基于雷达的系统具有类似的功能，此外还可供给前/后停车帮关心、安全车距预警、车道变换关心、盲点检测、碰撞缓冲刹车系统、全速范围自适应巡航把握等功能。基于视觉的高级驾驶员关心系统ADAS 的核心，是通过视觉或者雷达技术检测车辆四周的环境信息，经DSP 处理，然后实行相应的预警或干预措施。有的只是警告驾驶员，有的则实行一些干预驾驶的措施如刹车等。通过安装后视、前视、侧视摄像头和视觉处理 ECU， 可以实现多种功能来帮助驾驶员提前防范风险。ADAS 技术应用的不断普及，不仅仅是由于汽车厂商之间竞争的缘由，政府的规章制度也是一个重要因素。美国国家高速运输安全治理局正在制定强制安装后视摄
8、像机的政策。与此同时，2023 年欧洲车安全评鉴协会Euro NCAP自动紧急刹车系统打算等有关后视摄像头的法规要求也给汽车产业带来了更大的压力，要求设法在不增加单位车辆材料清单BOM本钱的状况下实现计算和网络强度很高的系统。对 ADAS 系统的OEM 汽车厂商和以及汽车电子产品供给商的系统架构设计人员来说，这就需要降低本钱，同时还要想方法满足系统要求，支持智能网络和实时图像-视觉功能。ADI 供给的首款专用ADAS视觉处理器具有比较高的性能功耗比和性价比，并且满足NCAP 的行人保护要求。ADAS 视觉应用这一细分市场一旦大规模部署，所需要的就不仅仅是处理力气。为此，ADI 有针对性的两款专
9、用的ADAS 视觉处理器BF608/9，支持并行处理多达 5 种功能，图像处理力气达百万像素，帧速率为 30FPS帧/秒，功耗不到 1.3W105C。由于目标设定为 2023 年及以后的市场部署，ADI 集成了ISO26262 兼容硬件支持力气。功能系统中，BF60x 通常最多可将系统本钱降低 30%。ADAS 技术目前根本应用在高端车型中，主因是总体本钱高，就ADI 的高、中、低端汽车 ADAS 方案针对某一项或几项技术进展实现，并把本钱降到 2 美元、 十几美元，对整车厂商及消费者无疑是一大好消息，也为加速ADAS 普及奉献了一份力气。它是基于VGA 或 HD 区分率的前视摄像头关心驾驶的
10、低、中、高端参考方案，基于Blackfin 系列处理器，集成的视觉预处理器能够显著减轻处理器的负 担，从而降低对处理器的性能要求。ADI Blackfin 视觉驾驶关心系统ADAS基于Blackfin 系列处理器，其中低端系统基于 BF592，实现LDW 功能；中端系统基于 BF53x/BF54x/BF561，实现LDW(车辆偏离预警系统)/HBLB/TSR(Traffic Sign Recognition 道路交通标志识别系统)等功能；高端系统基于BF60x，实LDW/HBLB智能远光灯把握/TSR/FCW(前方碰撞预警系统)/PD车辆探测等 功能。 集成的视觉预处理器能够显著减轻处理器的负
11、担，从而降低对处理器的性能要求。不同档次的ADAS，促进ADAS 普及 BF592 的低端方案，实现LDW 功能，本钱仅 2 美元 BF53x/54x/561 的中端方案，实现LDW/HBLB/TSR 等功能，本钱十几美元 高端系统基于BF60x，实 LDW/HBLB/TSR/FCW/PD 等功能，该本钱未透露ADI 汽车电子行业中国区市场经理许智斌认为，现阶段ADAS 技术面临的挑战主要来自视频猎取和处理环节。由于摄像头区分率趋向于越来越高，数量越来越多，每个系统的功能数量不断增多，全部这些趋势对半导体厂商在模拟技术、高频技术以及数字处理方面有很高的要求。与此同时，对信号处理功耗本钱比的要求
12、则更严苛。他说，“ADI 和众多汽车厂商以及汽车配件供给商在ADAS 领域有着长期严密的合作。我们基于视觉和基于雷达的ADAS 方案都已经在众多中高端车型上量产。同时，我们格外重视技术和市场的开拓，正在推 动普及ADAS 技术。特别是在中国地区，汽车市场蓬勃进展，众多消费者对于行车安全的重要性越来越重视，也期盼的技术可以提高汽车安全和舒适性。我们信任，ADI 高性能，高性价比，低功耗的ADAS 技术和产品可以很好的满足中国和全世界市场需求。”3. 飞思卡尔 ADAS 解决方案飞思卡尔主要专注于前视车道偏离和跟踪，盲点检测，后视智能泊车和测距， 环视泊车的ADAS 应用 。飞思卡尔为将来的ADA
13、S 系统设计了很多微把握器产品。如承受CogniVue 的 APEX IP 技术的SCP2200 系列，SCP2200 解决方案通过集成高密度内存将物料本钱降至最低，并使摄像机微型化。该系列产品的并行图像处理架构能够同时 处理图像数据，这意味着，与竞争对手当前所供给的产品相比，它能够以较低的时钟频率实 现高性能图像数据处理。 除了这种高性能外，它还具备飞思卡尔领先市场的功耗和本钱效益优势。加上所附的资源库、以及硬件和软件开发套件向汽车制造商供给了一套综合工具， 使其可以设计智能摄像机应用，帮助他们更快速地将解决方案推向市场。对将来ADAS 及信息消遣系统，由于信息量和高区分率等要求，需要更高带
14、宽的总线来解决问题，以太网是最好的解决方案。MPC5604E MCU 和 i.MX6 系列多媒体处理器供给了很好的基于以太网的环视解决方案。MPC5604E 可以把摄像头的数据通过以太网传给中心处理器 i.MX6。i.MX6 系列包括基于ARM Cortex-A9 架构的单核、双核和四核家族，并结合了强大的生态系统，是基于单个硬件设计而开发终端设备组合的抱负平台。它具有格外强大的处理图像的力气，能快速提控当前信息。飞思卡尔和OminiVision， 博通推出全球首个基于以太网的环视泊车系统。Freescale 的 Qorivva MPC5604E 32 位 MCU， 基于 Power Arch
15、itecture 技术，治理视频传送和摄像机把握，可将所需通信带宽降至不到100 Mbps ，汽车通常需要 4 或 5 条低压差分信号电缆来传输视频数据，每条电缆的价格约合10 美元。飞思卡尔高级产品经理郗蕴侠表示，“飞思卡尔目前的成熟客户包括BOSCH， CONTI， TRW， Valeo， Denso， Delphi 等。”同时，她也指出，“ADAS 技术面临的挑战包括提高芯片本身具有处理图像，简洁应用的快速高容量计算处理力气；需要消耗较低功率以避开散 热问题；尺寸要小，使得和系统其他器件严密结合，以便安装。总体需求就是要快速处理， 高容量，低功耗，小尺寸。 ”4. 富士通 360 度全景
16、系统方案富士通的ADAS 技术主要涉及透过摄像头和传感器的结合，实现图像识别关心和接近目标检测，应用的领域主要有360 度三维立体全景关心、可视停车关心、驾驶盲区监控、安全开车门以及车行驶方向四周的障碍物和行人的识别。目前，富士通的合作伙伴承受Emerald 核心芯片MB86R11 可以供给turnkey 量产方案。富士通的 360 度全景系统方案，承受 3D 的建模和独特图形合成算法，围绕车身四周可构建多个虚拟三维立体视角，结合车身CAN 总线做到自动视角动画的缩放和切换。 作为驾驶员的视觉关心，汽车上配备了 4 个摄像机影像的合成系统，但是以往的技术只能做二维图像合成，因而只能进展特定视角
17、的显示。而 360 度全景系统方案能将来自 4 个摄像机的影像合成到三维模型上，从而可以从任意视角显示全方位场景。以往的系统将摄像机影像投影到二维平面上，只能表现从上方观看的俯视图，有时难以区分四周的车辆和行人。而 360 度全景系统，则是将影像投影在立体曲面上，可以任意变换观看角度，能完整表现出期望看到的场景，从而提高了可辨识性。在接近目标图像检测的技术方面，富士通运用灵敏的时间帧来采集2 个不同的图形，能够检测大约 60 米元的目标，传统的图形识别只能做到20 米。富士通的ADAS 应用包括可视关心和识别关心。可视关心给驾驶人员供给更为立体的广泛视角范围，削减视角盲区范围； 识别关心对前方
18、或者侧面接近的目标进展检测，提示驾驶人员变道的潜在危急，也可以做到 停车后提示是否适合安全开车门。由于 MB86R11 芯片本身集成了高性能的图形处理和中心处理器、存储器把握器，通过硬件的方式实现实时的四路视频信息处理，避开了一般视频处理芯片进展大量实时视频信息处理时的性能瓶颈。产品特性：1. 四个内置视频捕获功能：同时处理各种不同的视频图像2. 三个输出显示功能和高速 2D/3D 渲染功能：支持多达五个显示输出3. 内置图像强化电路富士通的汽车电子产品经理丁洁早在承受采访时表示，“富士通目前的客户都还在设计导入的过程中。2023 年市场上大家会惊喜的看到大型的车厂推出基于富士通MB86R11
19、 系统的多款车型面市。”谈到 ADAS 技术目前面临的技术挑战时，丁洁早说，“ ADAS 目前面临的主要技术挑战是如何做到多种最技术的更好集成和图像合成算法的创，基于最摄像头视频的技术、图形处理器的技术、最传感器的技术和基于雷达的技术来供给一个更为安全、舒适，本钱 可承受的驾驶关心系统。”另外，他对中国ADAS 市场的前景也格外乐观，“ADAS 技术在中国汽车市场，我们估量会先在可视停车关心，360 度三维立体全景关心和驾驶盲区监控这三个应用方面得到最终消费者的欢送。市场的爆发点可能在2023 年前后，前装市场先行，后装市场也会有很大时机。”5. 瑞萨电子三大 ADAS 方案俯视监控供给了汽车
20、四周 360 度的视景，利用图像识别技术是其正逐步进展成为围绕检测系统。SH7766 是一款图像识别SoC，搭载了SH-4A 内核、失真校正引擎、图形、图像识别引擎以及其他围绕检测系统所需的硬件引擎。6. NXP 360全景泊车关心解决方案在车身前、后、左、右四个方向均安装广角摄像头，并将四个广角摄像头同一时刻采集到的多路视频影像畸变矫正后进展俯视变换透视变换，然后进展图像拼接，合成一幅车身四周的俯视图，最终在中控台的屏幕上显示方案优势533MHz/32 位，能供给足够内存带宽来处理大量视频数据 低本钱。能够支持同时 4 路视频输入，且可以对视频图像进展畸变矫正和俯视变换的处理 高性能,PNX
21、9530 主频高达 351MHz，每个指令周期可执行 8 条指令。DDR2 数据率到达器本钱均远远高于PNX9530 最多支持 8 路摄像头输入，具有很高的灵敏性和扩展性 OSD 叠加、倒车轨迹叠加、图像分屏显示、反穿插等均可通过DSP 实现，无需额外专用芯片，最大限度降低系统简洁度和节约整机本钱 支持 2 路数字液晶屏输出7.TI ADAS 的主要芯片方案ADAS 的方案包括了处理器、模拟器件和Sensor。在处理器技术上，TI 本身最大的强项是 DSP，目前以集成了 DSP 处理器和FPGA 芯片瞄准了这一块的市场。随着几大厂商，将 DSP 和 ARMCortex-A 系列的内核集成到一个
22、处理器上，后者的方案又渐渐占有了上锋。“到底处理器的本钱要低于FPGA，越是市场上量，趋势越会是这样。”蒋宏表示。TI 在 ADAS 上的嵌入式处理器主要是基于之前的OMAP 处理器开发而来，TI 在战略移动处理器平台后，将数字处理器的重点放在了汽车等应用上。目前这款处理器的是一款集成了DSP、ADAS 和基于ARM 的处理器，它也就是TI 的 Jacinto 系列SoC。据称，最一款异构处理器的命名为Jacinto6，包括了双ARMCortex-A15 内核、两个ARMM4 内核、两个C66x 浮点DSP、多个 3D/2D 图形处理器GPU(Imagination)，并且还内置了两个EVE
23、。这款 Jacintinto6SoC 处理器的功能特别强大，无论是在处理消遣影音方面，还是车载摄像头的关心驾驶，都到达业界目前最的标准。在信息消遣方面，可以支持 1080P 的影像播放和话音、手势和面部识别，各种消费类多媒体系统以及基于安卓和iOS 的移动应用，包括MiraCast 和 MirrorLink 的各种应用。在虚拟仪表盘上呈现了导航的信息在仪表盘技术方面，Jacinto6 SoC 可支持DLP 增加现实和平视显示器HUD，以及基于Linux 开发的虚拟仪表盘，将最的导航、即时路况信息和汽车信息呈现在驾驶员眼前的仪表盘上。更为重要的是，带 DSP 的处理器可以实现面对诸多应用的视觉和
24、雷达系统，例如车道偏离报警，后视和环视摄像系统、碰撞报警和避让、盲点检测。像头拍摄的影像，通过处理器内置的 DSP 软件算法，直接将四个摄像头的影像拼接而成，线性地呈现在驾驶员眼前的显示屏上。蒋宏介绍，目前TI 的方案优势在于异构处理器能够拥360 度成像已经在国产车上承受。它是通过在车前后，以及左右后视镜下的四个鱼眼摄线性与真实度，是很关键的因素。有更快的处理和响应速度，更真实地显示出汽车在四周环境下的位置。响应的时间和图像的除了在泊车关心摄像头和 360 度全景泊车方面外，Jacinto6 中的DSP 还可以支持语音识别、手持识别和回声消退等。这些技术，都会需要TI 的技术伙伴们与之共同开
25、发。难得的是，目前只需要一颗芯片，就可以支持到全部这些技术。在芯片本钱和开发本钱上，这应该是一个不小的优势。另外，要实现主动的安全，包括车道偏离报警和主动避让，对处理器的反响时间和准确推断上的要求更加严格。8.Mobileye/ST 强打影像处理器，猛攻高阶车据了解，Mobileye 以专利EyeQ 技术，并承受意法半导体的车用 IC，推出效能强大的专用影像处理器，现已获宝马BMW、通用汽车、福特Ford和富豪Volvo、克莱斯勒Chrysler、雷诺Renault、奥迪Audi和雪铁龙Citroen等高阶车款导入，可望扩大双方在车用市场的市占。与此同时，Mobileye 与意法半导体合作的专用影像处理器能支援夜视关心、行人侦测和车道偏离关心预警系统LDW功能，可帮助驾驶在恶劣天候环境下，清楚辨识前方路况， 进一步把关行车安全。另一方面，两家公司合作的专用影像处理器，不仅能透过影像关心驾驶行车，亦能支援中长距离的雷达功能，可计算车子与前方车辆的距离，并依据车速去计算危急性凹凸，假设是车速过快，或是与前车的距离过近，汽车系统会发动汽车做出自动减速动作，进而有时机降低车祸的发生率。