導(dǎo)語(yǔ)：汽車綜合性能改變論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

可編程邏輯器件(PLD)如FPGA和CPLD等提供了最大的硬件靈活性。由于這些器件具有可重編程的特性，開(kāi)發(fā)者得以享受從原型一直到生產(chǎn)階段隨時(shí)更新設(shè)計(jì)的便利。由于PLD設(shè)計(jì)通過(guò)軟件位流來(lái)進(jìn)行編程，因而使快速設(shè)計(jì)修改變得容易而直接，且不存在NRE或掩膜成本。

由于PLD在邏輯密度和封裝遷移方面均具有可伸縮性，因此它們?cè)试S設(shè)計(jì)者進(jìn)行全面的修改而仍保持正確的引腳和邏輯密度。這可實(shí)現(xiàn)出色的單位邏輯價(jià)格成本點(diǎn)和針對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)專門(mén)定制的引腳數(shù)量。PLD設(shè)計(jì)由硬件描述語(yǔ)言(HDL)組成，以實(shí)現(xiàn)面向嵌入式處理器的邏輯和C源文件。這些設(shè)計(jì)源文件可用于實(shí)現(xiàn)和重配置任何PLD任意次數(shù)。設(shè)計(jì)者還可利用已有設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)的特定部分在新項(xiàng)目中重用。這種可伸縮性和代碼的重用性避免了產(chǎn)品過(guò)時(shí)淘汰并可降低成本，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)者可以快速和輕易升級(jí)其設(shè)計(jì)，使之面向最新的低成本器件。我們發(fā)現(xiàn)在汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域有一個(gè)普遍的誤解，就是以為FPGA對(duì)于生產(chǎn)而言太貴了。5年以前，100萬(wàn)系統(tǒng)門(mén)售價(jià)在45美元左右。今天，同樣的100萬(wàn)系統(tǒng)門(mén)器件售價(jià)不足10美元，而更小的10萬(wàn)系統(tǒng)門(mén)售價(jià)不足3美元，從而允許將多個(gè)組件大規(guī)模集成到單個(gè)器件內(nèi)。現(xiàn)在已完全能夠?qū)PGA納入全面生產(chǎn)并達(dá)到汽車市場(chǎng)所要求的系統(tǒng)成本目標(biāo)。

PLD的可編程特性還提供了其他的優(yōu)勢(shì)——車內(nèi)可編程性和重編程性。設(shè)備車內(nèi)可編程性支持在產(chǎn)品部署后也可對(duì)其算法和功能進(jìn)行升級(jí)。由于目前的遠(yuǎn)程信息處理和視頻圖像識(shí)別系統(tǒng)還處在研究與開(kāi)發(fā)的早期階段，因此現(xiàn)場(chǎng)可升級(jí)的能力將會(huì)是一種至關(guān)重要的資產(chǎn)。隨著技術(shù)——如圖像處理算法——隨時(shí)間而改進(jìn)，硬件升級(jí)將可在大約幾分鐘內(nèi)完成，而無(wú)須重新設(shè)計(jì)ASSP或設(shè)計(jì)一款新的電路板。

例如，在儀表組和中心堆疊顯示設(shè)計(jì)中，LVDS（低壓差分信號(hào)）收發(fā)器已為汽車設(shè)計(jì)者提供了實(shí)現(xiàn)平板顯示器(FPD)應(yīng)用所需的低噪聲、高速信號(hào)接口。最近，RSDS（低擺幅差分信號(hào)）信號(hào)接口已被各家顯示器制造商采用。這種新的信號(hào)傳輸技術(shù)比LVDS具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括較低動(dòng)態(tài)功耗、進(jìn)一步降低的輻射EMI、減小的總線寬度、高噪聲抑制和高吞吐率，PLD的動(dòng)態(tài)特性再一次為開(kāi)發(fā)者帶來(lái)優(yōu)選優(yōu)勢(shì)。PLD支持眾多I/O信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，為開(kāi)發(fā)者提供在其設(shè)計(jì)中整合新興技術(shù)如RSDS等的選擇。通過(guò)快速適應(yīng)變化的標(biāo)準(zhǔn)和采用最新及最大的技術(shù)，公司可為自己創(chuàng)造上市時(shí)間優(yōu)勢(shì)，確保對(duì)任何競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手保持優(yōu)勝。

在汽車設(shè)計(jì)的可靠性方面，有許多因素需要考慮。雖然ISO-TS16949認(rèn)證早已為市場(chǎng)所知，設(shè)計(jì)者仍需更深入一步了解。許多公司通過(guò)第三方分包商進(jìn)行生產(chǎn)。設(shè)計(jì)者必須確保供應(yīng)商本身是經(jīng)過(guò)認(rèn)證的。否則，該提供商的設(shè)計(jì)和操作流程即未達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在汽車遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用中，AEC-Q100汽車IC應(yīng)力測(cè)試鑒定與PPAP文檔化也是必須遵循的。

回到技術(shù)方面，使用PLD還將提高可靠性。雖然LVDS發(fā)射器與接收器配對(duì)在市場(chǎng)上早有供貨，但采用PLD可讓開(kāi)發(fā)者將收發(fā)器集成在單個(gè)器件內(nèi)。PLD不僅提供了各種集成信號(hào)傳輸功能，而且還集成了源和終端電阻。通過(guò)消除大量分立元件，設(shè)計(jì)者可以減少元件數(shù)量，從而簡(jiǎn)化PCB，實(shí)現(xiàn)可靠得多的信號(hào)傳輸結(jié)構(gòu)。最終結(jié)果將是一個(gè)更加成本有效和可靠的系統(tǒng)。

PLD不僅可集成信號(hào)傳輸能力，而且還提供了將整個(gè)系統(tǒng)包含在單個(gè)可編程器件上的能力，這也包括處理器。通過(guò)將整個(gè)設(shè)計(jì)放在單個(gè)芯片上，設(shè)計(jì)者可以減少電路板上的元件數(shù)量及相關(guān)連接，從而構(gòu)成一個(gè)可伸縮、便攜和可靠的系統(tǒng)。例如，色溫是車載顯示器開(kāi)發(fā)者需要面對(duì)的許多圖像增強(qiáng)問(wèn)題之一。世界上的不同區(qū)域?qū)ι珳貎?yōu)選參數(shù)的要求不同。通過(guò)使用PLD創(chuàng)建一種可伸縮的色溫調(diào)節(jié)解決方案，該解決方案可在許多地理區(qū)域內(nèi)使用，支持多種顯示器類型，只需針對(duì)地理上優(yōu)選的色溫設(shè)置進(jìn)行微小的調(diào)節(jié)。平臺(tái)可伸縮性和設(shè)計(jì)可靠性絲毫未減，同時(shí)還可以節(jié)省成本。

大多數(shù)PLD具有內(nèi)置時(shí)鐘調(diào)理功能，以便進(jìn)行占空比校正和時(shí)鐘管理，以允許進(jìn)行時(shí)鐘控制。時(shí)鐘管理器被安置在內(nèi)部專門(mén)的低畸變線上，以實(shí)現(xiàn)精確的全局性時(shí)鐘信號(hào)。這種時(shí)鐘提供了高速時(shí)鐘設(shè)計(jì)的完整解決方案，例如圖像處理所需要的那些設(shè)計(jì)。抗畸變的內(nèi)部和外部時(shí)鐘消除了時(shí)鐘分布延遲并提供了高分辨率相移。這些時(shí)鐘還具有靈活的頻率綜合功能，可生成輸入時(shí)鐘頻率分?jǐn)?shù)或整數(shù)倍的時(shí)鐘頻率。可靠的時(shí)鐘管理系統(tǒng)對(duì)時(shí)序和控制電路滿足不斷增長(zhǎng)的顯示需求非常有用。

圖像縮放需求同樣可以采用PLD來(lái)解決。以實(shí)時(shí)圖像尺寸調(diào)整為例。線路緩沖器和系數(shù)組可通過(guò)塊RAM來(lái)實(shí)現(xiàn)。其它所有東西，包括垂直和水平乘法器、加法樹(shù)、定序器與控制等，可使用PLD內(nèi)的基本邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)垂直和水平乘法器之間無(wú)需進(jìn)行中間緩沖，因而不存在幀延遲。

目前許多汽車遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用需要高性能視頻和圖像處理能力。PLD擁有大量特性，使得它們特別適合處理各種應(yīng)用，如導(dǎo)航系統(tǒng)和后座娛樂(lè)/視頻等，純粹從架構(gòu)角度來(lái)看，采用PLD將提供各種性能優(yōu)勢(shì)。例如，F(xiàn)PGA中的分布式RAM用于存儲(chǔ)DSP系數(shù)和FIR濾波器，可提供高存儲(chǔ)器帶寬。雙端口塊RAM針對(duì)數(shù)據(jù)緩沖和存儲(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化，并可用于FFT等應(yīng)用。使用由嵌入式乘法器和累加器構(gòu)建的MAC，PLD還可每秒執(zhí)行幾十億次MAC運(yùn)算。PLD中的大量乘法器還可用于創(chuàng)建并行乘法器陣列，支持復(fù)雜的高性能DSP任務(wù)，而傳統(tǒng)的DSP只能限于執(zhí)行串行處理。嵌入式SRL16由寄存器和LUT構(gòu)成，支持多通道數(shù)據(jù)路徑的高效實(shí)現(xiàn)。通過(guò)支持構(gòu)建高效的時(shí)分復(fù)用(TDM)硬件結(jié)構(gòu)，它們還可極大地提高FPGA計(jì)算強(qiáng)度。

簡(jiǎn)單使用PLD，開(kāi)發(fā)者可以充分利用其靈活架構(gòu)和分布式DSP資源，如查找表(LUT)、寄存器、乘法器和存儲(chǔ)器等。通過(guò)遍布器件的分布式DSP資源、分段式布線和組件使用，F(xiàn)PGA可以使算法在器件中最佳地實(shí)現(xiàn)。例如，設(shè)計(jì)者可以調(diào)整陣列的尺寸，使之適合準(zhǔn)確的計(jì)算要求，特別適用于對(duì)圖像進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算可以對(duì)幾組像素進(jìn)行，例如對(duì)離散余弦變換(DCT)塊和圖像中的其它塊進(jìn)行計(jì)算，而不必順序掃描整個(gè)圖像。而且由于處理可以實(shí)時(shí)完成，因此使用PLD時(shí)緩沖像素值對(duì)存儲(chǔ)器的需求減少。

盡管傳統(tǒng)的可編程DSP可滿足寬范圍的應(yīng)用，但其具有自己的限制。例如，傳統(tǒng)DSP受其架構(gòu)束縛，具有固定數(shù)據(jù)寬度和有限的MAC單元，因此其串行處理方式限制了其數(shù)據(jù)吞吐率。這迫使系統(tǒng)必須以較高的時(shí)鐘頻率運(yùn)行，以提高數(shù)據(jù)吞吐率，但卻產(chǎn)生了一系列挑戰(zhàn)。同時(shí)，它采用多個(gè)DSP來(lái)滿足帶寬需求，產(chǎn)生功耗和電路板空間問(wèn)題。通過(guò)使用PLD，設(shè)計(jì)者可以實(shí)現(xiàn)更高性能、高質(zhì)量、實(shí)時(shí)顯示器挑戰(zhàn)所需的定制解決方案。PLD憑借其靈活架構(gòu)和DSP資源，可同時(shí)支持串行和并行處理。通過(guò)選用并行處理，系統(tǒng)具有了在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)最大化其數(shù)據(jù)吞吐率的潛力。再次，設(shè)計(jì)者可以調(diào)整陣列的尺寸以適應(yīng)特定的處理需求。