TI一大波Jacinto? 6汽車(chē)處理器解決方案來(lái)襲，滿(mǎn)足下一代汽車(chē)應用

　　近日，TI在上海舉辦Jacinto? 6(簡(jiǎn)稱(chēng)J6)汽車(chē)處理器的應用方案展示會(huì )。德州儀器半導體技術(shù)(上海)有限公司技術(shù)應用經(jīng)理丁丁先生介紹了J6的最新進(jìn)展。

　　據悉，J6是當今主流的業(yè)已量產(chǎn)的汽車(chē)處理器平臺之一，主要有兩大家族：DRAx和TDAx，其中DRAx主要用于數字儀表、信息娛樂(lè )等，TDAx主要用于A(yíng)DAS(高級駕駛員輔助系統)。至此，TI擁有完整的汽車(chē)處理器解決方案，且達到了可以快速產(chǎn)品化的完整度和成熟度。

　　J6汽車(chē)處理器家族

　　Jacinto?汽車(chē)處理器可謂TI汽車(chē)產(chǎn)品線(xiàn)中的王牌之一，主要用于三大類(lèi)應用：信息娛樂(lè )、數字儀表、ADAS，各自應用的發(fā)展趨勢如下。

　　?信息娛樂(lè )(中控交互車(chē)機)：傳統的是獨立車(chē)機信息娛樂(lè )系統，現在市場(chǎng)漸漸趨于數字駕駛艙集成。

　　?數字儀表：如今的行業(yè)趨勢是從傳統的機械模擬儀表過(guò)渡到12.3英寸1920×720的數字儀表。所以，TI的圖形處理器、高安全處理器等會(huì )被廣泛使用。

　　圖1 Jacinto 6 Plus高端數字儀表展示

　　?ADAS：TI在此已耕耘十多年，現在更多地投入在從目前的輔助駕駛產(chǎn)品過(guò)渡到下一代自動(dòng)駕駛Level3+所需的處理器。ADAS里有很多細分的產(chǎn)品類(lèi)型。

　　如何在信息娛樂(lè )和數字儀表方面提高效率?

　　J6的最大特點(diǎn)是多核異構，是將不同的任務(wù)分配到單芯片里最適合某些特定任務(wù)的核上。圖2演示了通過(guò)多核異構實(shí)現的不同結構的車(chē)機解決方案，通過(guò)虛擬化技術(shù)，1920×1080全高清尺寸的Android O，即安卓信息娛樂(lè )SDK所支持的車(chē)載系統。同時(shí)單芯片里集成的是1920×720 3D圖形數字儀表。

　　圖2 J6 Plus數字駕駛艙演示(單Jacinto 6 Plus DRA76x處理器，多操作系統/Hypervisoer)

　　其難點(diǎn)在于：數字儀表和采用安卓的信息娛樂(lè )系統用的是不同的操作系統，TI使用硬件虛擬化技術(shù)，使它們在操作系統層面隔離，互不干擾和影響，達到安全可靠的保證。

　　另一個(gè)優(yōu)勢是可以應用 J6里多核異構的不同的硬件單元，可以集成3D環(huán)視功能，在對原有的儀表和信息娛樂(lè )的界面和交互系統不妥協(xié)任何性能的情況下，采用片上另外一些硬件單元實(shí)現，例如J6內部集成了ISP(圖像信號處理),在集成攝像頭應用的時(shí)候，系統外面的攝像頭模組端可以省掉傳統的ISP芯片，這些都是通過(guò)集成在芯片內部的硬件來(lái)實(shí)現的，所以整體BOM(物料清單)系統成本會(huì )大幅下降。

　　再有，J6不僅集成了全景功能，現在可以集成第五路的攝像頭。眾所周知，全景通常是四路攝像頭，J6用到了片上DSP功能單元來(lái)處理全景。實(shí)際上，J6還有更多的功能單元，可用于更多的處理需要。例如有客戶(hù)把J6接更多的攝像頭，實(shí)時(shí)地實(shí)現車(chē)前實(shí)景，還對路面、障礙物進(jìn)行識別，然后把行車(chē)輔助信息疊加到實(shí)景上去，這就是增強現實(shí)(AR)的一種應用。

　　最后，J6的優(yōu)勢是片上有多個(gè)功能單元，在做傳統影音娛樂(lè )、人機交互的同時(shí)，可以集成多種功能于單芯片。J6不僅支持虛擬化技術(shù)的系統集成，同時(shí)針對中國市場(chǎng)一些車(chē)型或車(chē)廠(chǎng)的低成本系統集成的需求，通過(guò)硬件多核獨特的結構，在不使用虛擬化技術(shù)的前提下，提供儀表和車(chē)機等多屏系統集成的方案。兩者區別在于，同樣的芯片系列，一方面是Android O標準界面，儀表用了很多單芯片上的DSP等其他核來(lái)實(shí)現，并且芯片內部隔離了硬件單元，相當于在傳統ARM和GPU核上是人機交互的Android(安卓)。另一方面，在DSP和ARM Cortex-M4等核上是儀表功能，如此即使不采用虛擬化，在單芯片上硬件層面也有互不干擾影響的保障。因為是多功能集成，用戶(hù)最擔心的是硬件之間互相干擾，諸如安卓卡頓住了。如何才能不影響儀表和視覺(jué)處理的應用?在這方面，J6通過(guò)獨特的硬件結構，形成獨到有效的解決方案。

　　總之，J6在數字儀表上的優(yōu)勢，1.高性能，在做高圖形需求的儀表應用上，刷新率到60fps，甚至在7萬(wàn)個(gè)面時(shí)有110fps的刷新率。2.芯片獨特架構可以支持安全可靠方面的需求，是傳統的通用處理器所不能企及的。3.好的擴展性，從經(jīng)濟型到高端型， TI J6家族、同一套軟件、硬件體系可支持從現在起到未來(lái)三五年內車(chē)廠(chǎng)對于數字儀表應用的需求。

      面向全景及ADAS的TDAx

　　J6主要是兩個(gè)家族， DRAx和TDAx。DRAx主要包括數字儀表、信息娛樂(lè )和圖形方面的應用。TDAx主要用于A(yíng)DAS應用，擁有較長(cháng)的歷史，包括TDA2和TDA3兩個(gè)子家族。

　　以全景為例，亞洲市場(chǎng)的全景發(fā)展十分突出，中國市場(chǎng)尤為如此。在過(guò)去四五年內，TI在華投入了大量的本土支持，率先涉足全景領(lǐng)域，例如，在標清時(shí)代使用CVBS模擬攝像頭技術(shù)時(shí)，TI已有服務(wù)于中國全景用戶(hù)的解決方案;從標清切到高清市場(chǎng)時(shí)，TI憑借累積的全景用戶(hù)基礎，依然在市場(chǎng)上占據領(lǐng)先位置。TI的優(yōu)勢之一是軟件延續性非常好。

　　TDA的整個(gè)家族里，針對中國的全景市場(chǎng)主要分成三大類(lèi)：

　　?第一類(lèi)是高端系列，TDA2/TDA2 Plus(也稱(chēng)TDA2P)，目前行業(yè)里一些高端全景的項目以及以全景為基礎，增加了很多識別類(lèi)的功能，諸如APA(自動(dòng)泊車(chē)輔助系統)，即要把傳統的自動(dòng)泊車(chē)結合到全景里，車(chē)輛經(jīng)過(guò)的時(shí)候，APA可以自動(dòng)檢測出空車(chē)位、地上的三角拴、障礙物或地鎖等，向駕駛員指明車(chē)位，通過(guò)一鍵控制，車(chē)輛可以自己規劃路徑并泊車(chē)。

　　TDA2P目前更多適用在國內車(chē)廠(chǎng)的高端以全景為基礎的具備復雜圖像分析功能平臺，全景集成障礙物檢測、車(chē)位檢測，超聲雷達等，都用到了TDA2P系列。該TDA2P的2MP(2百萬(wàn)像素)環(huán)視系統演示中還空置大量的運算資源，可用于開(kāi)發(fā)集成車(chē)位識別的功能，此外,TDA提供大量的圖像分析庫以及深度學(xué)習的開(kāi)發(fā)包，視覺(jué)應用的客戶(hù)可以在這些核上做識別類(lèi)的算法開(kāi)發(fā)。

      此次展示的除了2MP環(huán)視以外，還融合了超聲。如今的泊車(chē)集成，超聲是必須要進(jìn)來(lái)的傳感器之一。傳統的環(huán)視系統旋轉、圖像渲染和車(chē)模完全依靠GPU，TI的優(yōu)勢在于多核異構，可以用DSP做目前行業(yè)里頗受歡迎的adaptive bowl。傳統的3D全景，在空間上是構建出一個(gè)碗狀模型。通常它是一個(gè)固定的碗，但缺點(diǎn)是當有障礙物時(shí)，在不同距離的呈現結果會(huì )被拉大或被縮小。很多時(shí)候終端使用者會(huì )為此困擾，而TDA2P的優(yōu)勢在于利用DSP技術(shù)可以動(dòng)態(tài)地識別障礙物的距離，并相應的實(shí)時(shí)生成最適合的模型，這樣會(huì )大大改變了這一困境。

　　?第二類(lèi)是高性?xún)r(jià)比版本——TDA2E。過(guò)去兩三年里，TI客戶(hù)已在使用TDA2E系列芯片做傳統高清3D全景。2017年后，TI中國團隊對TDA2E芯片進(jìn)一步提升性?xún)r(jià)比，增添了非常強的功能——四路高清行車(chē)記錄功能。在相同芯片價(jià)位上集成如此多復雜功能，在芯片行業(yè)內是很領(lǐng)先的。在進(jìn)行四路行車(chē)記錄功能的同時(shí)，3D全景同樣在運行，分辨率是原始高清分辨率。作為對比的是，現在一些后裝產(chǎn)品會(huì )把圖像縮小，幀率降低，然后壓縮記錄;而在TDA2E的解決方案中，所有圖像尺寸不進(jìn)行任何裁剪、不降低幀率，在原始四路魚(yú)眼攝像頭基礎上同時(shí)記錄， 并且同時(shí)在做3D的全景環(huán)視。

　　針對中國汽車(chē)行業(yè)對行車(chē)記錄的日益增長(cháng)的需求，業(yè)界也稱(chēng)CBB，行車(chē)記錄會(huì )日漸法規化，所以TI增加了多通道CBB的解決方案(如下圖)，以幫助用戶(hù)構建新形態(tài)的全景方案，今后就可以使用TI全景系統并直接增加功能，以滿(mǎn)足未來(lái)法律法規或者車(chē)廠(chǎng)對行車(chē)記錄的需求。

    ?TDA3x芯片系列可以做到入門(mén)級BOM成本。在TDA3的全景演示中，在成本方面非常具備競爭力。因為：1.該芯片應用了TI獨特的硬件加速器，諸如傳統的3D變形，在這個(gè)芯片里不需要GPU去做。當芯片沒(méi)有相對大型的核的時(shí)候，整體芯片成本會(huì )下降，本身芯片的尺寸會(huì )更小，功耗更低。2.內部同樣集成了ISP技術(shù)，對于外部攝像頭來(lái)講,可以大大省去原來(lái)獨立的ISP成本。

     綜合來(lái)看，整個(gè)系統的BOM，包括PCB(印制電路板)(注：TI可以做六層板)，都會(huì )非常有優(yōu)勢。針對TDA3x芯片的全景系統，TI和合作伙伴已經(jīng)可以提供完整的產(chǎn)品化軟硬件方案，可以直接裝車(chē)看實(shí)車(chē)效果，目標是方便客戶(hù)可以快速產(chǎn)品化。

　　低功耗優(yōu)勢

　　功耗是J6的另一個(gè)優(yōu)勢。TI芯片整體功耗表現優(yōu)異，包括信息娛樂(lè )和數字儀表，現在實(shí)際項目中靠傳統殼體結構的散熱，無(wú)需風(fēng)扇。

　　那么，J6的功耗為何可以這么低?這還是要回到TI芯片的多核架構上。TI把不同的工作分配到了最適合的核，或者最經(jīng)濟型的核上，并不全部依靠ARM或者GPU。對于處理器的芯片，ARM核和GPU核對溫度影響最大，而TI芯片內有ISP、DSP，ADAS SoC里有圖形加速器，這些加速器本身都是非常低功耗的IP。值得一提的是，在傳統計算領(lǐng)域，TI一直以同樣的功耗可以產(chǎn)生更多的算力而著(zhù)名。以算力功耗比來(lái)看，TI芯片的指標是行業(yè)里非常不錯的。

　　小結

　　TI的Jacinto? 6是當今已經(jīng)量產(chǎn)的汽車(chē)處理器平臺，用于數字儀表、信息娛樂(lè )、ADAS等。在TI在提供解決方案的同時(shí)，還將軟硬件資料面向所有用戶(hù)開(kāi)放，無(wú)論是軟件硬件都易于用戶(hù)快速開(kāi)發(fā)。另外J6提供高完整度方案，可以適用于從入門(mén)級到資深的用戶(hù)。最后，TI在華投入了大量的本土支持，并根據中國市場(chǎng)的需要推出了一些成本經(jīng)濟型產(chǎn)品及解決方案。

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