FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）因其高度靈活的特性又被稱之為“萬能芯片”。但對于汽車而言，雖然FPGA在性能和功耗方面能夠取得有效平衡，但成本限制了其后續(xù)的大規(guī)模量產(chǎn)搭載。

放眼全球來看，F(xiàn)PGA的市場份額非常集中。賽靈思（2022年被AMD收購）和阿爾特拉（2015年被英特爾收購，現(xiàn)重新獨立）牢牢占據(jù)前二，萊迪思和美高森美（2018年被微芯收購）位居其后。

萊迪思產(chǎn)品特色為低功耗、小尺寸，非常契合汽車領域應用。在上海車展期間，NE時代有幸與萊迪思半導體亞太區(qū)總裁徐宏來先生，萊迪思亞太區(qū)汽車市場高級總監(jiān)楊靜雯女士，萊迪思亞太區(qū)系統(tǒng)方案部高級總監(jiān)呂曉軍先生展開對話，共同交流FPGA在汽車領域的應用前景。

01.  創(chuàng)新功能的拓荒者

此前，萊迪思FPGA產(chǎn)品應用在電驅逆變器產(chǎn)品中。萊迪思在談及汽車應用時表示。

由于早期功率器件產(chǎn)品非常昂貴，因此就需要通過CPLD芯片進行電壓和電流檢測，一旦出現(xiàn)異常，在極短的時間內(nèi)觸發(fā)安全模式，切斷通路，達到保護功率器件的目的。

但隨著后續(xù)新能源汽車規(guī)模的不斷提升，CPLD芯片功能便被集成在驅動芯片內(nèi)，F(xiàn)PGA的需求也隨之下降，當前僅有部分歐系廠商在使用。

逆變器應用的變遷側面說明了FPGA芯片在汽車領域應用時所面臨的困境。FPGA成本高，在后續(xù)大規(guī)模應用時極易被取代。

但萊迪思并未止步于此。

對于FPGA的應用突破口，萊迪思總結道，F(xiàn)PGA因其可編程的特性非常適合新技術快速落地，因此一旦發(fā)現(xiàn)新的技術方向，萊迪思就會快速跟進。再者，在新技術落地的過程中，伴隨著一些性能之外的痛點，如功能安全、信息安全、冗余設計等，萊迪思也會進行配合開發(fā)。

針對汽車，萊迪思推出Lattice Drive?解決方案。該方案中，底層硬件平臺為模塊化的FMC適配器和CertusPro-NX評估板、嵌入式DisplayPort TX開發(fā)板、DisplayPort接收器和發(fā)送器開發(fā)板以及CertusPro-NX PCIe橋接開發(fā)板。在此之上是一系列IP核(DisplayPort RX/TX、視頻縮放器、局部調(diào)光演示+LED驅動器等)、軟件工具(RADIANT、Propel)、參考設計與演示和定制設計服務，共同構成了完整的Drive方案。

本次萊迪思Lattice Drive?解決方案重點面向的是車載信息娛樂顯示屏互連和傳感器數(shù)據(jù)傳輸功能。主要集中在以下幾個應用。

一是顯示安全IP方案?？梢葬槍ζ囷@示錯誤，提供檢測和備份方案，滿足ISO26262功能安全要求。

二是激光雷達數(shù)據(jù)傳輸，用于處理輔助駕駛過程中大量的數(shù)據(jù)吞吐。

三是儀表和抬頭顯示器（HUD）的圖像顯示與功能安全。該方案最大的亮點是用于LCD面板的自適應全陣列局部調(diào)光解決方案，以增加屏幕明暗對比度，提升用戶體驗。萊迪思提供了由FPGA實現(xiàn)的完整局部調(diào)光算法和解決方案，能夠在分區(qū)數(shù)、視頻分辨率、視頻接口、客制化性能支持等方面提供足夠的靈活性、低延遲和12位內(nèi)部處理精度。

此外，如流媒體后視鏡中也可采用FPGA芯片用于圖像處理。

02.  FPGA也可以做功能安全

總結來看，萊迪思FPGA產(chǎn)品目前在汽車領域的應用主要集中在兩個領域，智能座艙和輔助駕駛，滿足其功能安全和數(shù)據(jù)傳輸需要。

在智能座艙中，除了上文提到的自適應全陣列局部調(diào)光解決方案外，F(xiàn)PGA的另外一個重要作用是滿足屏幕內(nèi)圖像傳輸和功能安全要求。

在功能安全需求中，F(xiàn)PGA作為獨立的芯片存在，確保圖像信息在SOC芯片和屏幕之間的正常傳輸。這點對儀表尤為重要，萊迪思目前可以支持客戶通過ASIL-B的認證要求。

在功能安全要求下，F(xiàn)PGA芯片本身也需要滿足相應的功能安全認證要求。

由于FPGA芯片可編程的特性，因此在實際情況中是沒有明確的基礎功能去做功能安全認證的，無形中增加了功能安全認證的難度。

本次上海車展期間，萊迪思成功獲得SGS頒發(fā)的2018功能安全ASIL B Ready證書，意味著萊迪思FPGA產(chǎn)品嚴格按照ISO 26262的開發(fā)流程，遵守安全規(guī)范，確保硬件設計在隨機失效場景下仍能達到安全目標。

萊迪思補充道，本次獲得的功能安全認證是一個特定功能的技術認證，覆蓋一些基本的功能。但為FPGA芯片功能安全打開了一個新思路，未來萊迪思會覆蓋更多的基礎功能，并且針對多個領域，以確保滿足客戶的功能安全需求。

03.  FPGA的不可替代性

由于逆變器領域的前車之鑒，在座艙和輔助駕駛領域，F(xiàn)PGA未來是否能夠可持續(xù)也存在一定的不確定性。

萊迪思強調(diào)，相比于逆變器，座艙和輔助駕駛領域的替代周期會更久。

一方面是集成的功能較多。逆變器僅有CPLD一個功能，很容易被集成。而在儀表（包括HUD）部分，包括顯示優(yōu)化、功能備份等多個功能，短期內(nèi)無法被取代。

另一方面是方案的多樣性。雖然大規(guī)模量產(chǎn)后，ASIC芯片在成本上占據(jù)明顯優(yōu)勢。但ASIC芯片并不能滿足所有的應用場景需求，往往需要與FPGA芯片共同合作。典型的便是I/O口的數(shù)量，當I/O口數(shù)量需求較高，且方案較為小眾時，便需通過FPGA芯片予以配合。

總結來看，F(xiàn)PGA作為高度靈活且可編程的解決方案，在汽車領域仍展現(xiàn)出不可替代的獨特價值。但同樣需要注意的是，由于FPGA自身的局限性，注定其必須具備持續(xù)的創(chuàng)新性以快速響應新的需求變化。作為汽車領域FPGA重要的供應商，萊迪思在功能創(chuàng)新之外，同時兼顧功能安全要求，賦予了FPGA更高的應用價值。

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