人工智能、 5G 和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，正在重新定義未來(lái)汽車的安全和人機(jī)交互體驗(yàn)。與此同時(shí)，各種智能駕駛技術(shù)的迭代與部署也日益加速。著眼智能駕駛領(lǐng)域，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ ADAS ）和智能座艙系統(tǒng)（ IMS ）作為率先啟動(dòng)的兩大重要領(lǐng)域，正從“駕駛自動(dòng)化”和“座艙智能化”兩大方向推動(dòng)著智能駕駛的落地進(jìn)程。
自行科技作為中國(guó)本土最早接觸 FPGA 的企業(yè)之一，以及賽靈思在中國(guó)最早的汽車市場(chǎng)認(rèn)證合作伙伴之一，借助賽靈思車規(guī)級(jí) Zynq®-7000 SoC 系列自適應(yīng)計(jì)算平臺(tái)，持續(xù)量產(chǎn)了一系列 ADAS 和 IMS 等車內(nèi)外視覺(jué)感知類智能駕駛解決方案。賽靈思 Zynq 平臺(tái)的動(dòng)態(tài)功能轉(zhuǎn)換（ DFX ）功能，為自行科技提供了更高性能、更低時(shí)延，以及多種 ADAS 功能在統(tǒng)一計(jì)算資源上實(shí)時(shí)加載和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的靈活應(yīng)變能力。
行業(yè)挑戰(zhàn)
挑戰(zhàn)一：環(huán)視系統(tǒng)面臨多重局限
環(huán)視系統(tǒng)（ AVM ）是近年來(lái)滲透率最高的 ADAS 功能之一，也被稱為 360 度全景環(huán)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)安裝在車輛前后左右的四個(gè)攝像頭傳感器感知車外的環(huán)境數(shù)據(jù)，幫助駕駛員了解車輛周邊的環(huán)境，并在危險(xiǎn)發(fā)生前提供及時(shí)提醒。與單純的前視或者后視系統(tǒng)相比，AVM 需要實(shí)時(shí)處理來(lái)自車身 360° 的數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)圖像拼接、視頻處理等技術(shù)幫助駕駛員實(shí)現(xiàn)快速?zèng)Q策。
傳統(tǒng)的 AVM 系統(tǒng)通�；� ARM 或 GPU 來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中會(huì)面臨各種局限，例如，ARM 效率低、GPU 功耗高、啟動(dòng)時(shí)間慢、成本高等。這些局限使其無(wú)論從能效還是成本上，都無(wú)法滿足車廠智能駕駛的超大規(guī)模部署需求。
挑戰(zhàn)二：智能座艙迅速演進(jìn)
在智能座艙領(lǐng)域，隨著終端消費(fèi)者對(duì)智能座艙多元化交互體驗(yàn)的需求日益發(fā)展，除了傳統(tǒng)的語(yǔ)音、觸控交互外，基于視覺(jué)傳感器的智能交互、多傳感器融合智能交互也越來(lái)越受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。
面對(duì)多元且持續(xù)變化的體驗(yàn)需求、智能化需求和傳感器融合需求，加之亙古不變的成本要求，在有限的座艙環(huán)境中，現(xiàn)有的 ASIC、ASSP、DSP 等固定或者標(biāo)準(zhǔn)處理器平臺(tái)，均難以在尺寸、性能、成本等方面同時(shí)滿足所有上述需求。
自行科技憑借豐富的 FPGA 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，率先意識(shí)到 FPGA 部署靈活、啟動(dòng)速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)、邏輯資源豐富且可自適應(yīng)調(diào)配等特點(diǎn)，能夠很好地滿足 AVM 和 IMS 系統(tǒng)所需要的各種功能。因此，自行科技希望結(jié)合自有的全球領(lǐng)先 AI 技術(shù)和出色的 FPGA 開(kāi)發(fā)能力，為業(yè)界打造新一代 AVM 和 IMS 系統(tǒng)。
解決方案
自行科技選擇賽靈思車規(guī)級(jí)（ XA ）Zynq™-7000 SoC 系列自適應(yīng)計(jì)算平臺(tái)，打造了新一代 AVM 和 IMS 系統(tǒng)。
自行科技基于 Zynq -7Z010 平臺(tái)開(kāi)發(fā)出一套高效的 AVM 系統(tǒng)，達(dá)到了啟動(dòng)速度快、拼接失真低和高魯棒性，并且實(shí)現(xiàn)了視角動(dòng)態(tài)隨動(dòng)和前后輔助線動(dòng)態(tài)加載等功能。同時(shí)，自行科技借助自身領(lǐng)先的 AI 算法實(shí)力，基于 Zynq- 7Z010 和 7Z020 平臺(tái)開(kāi)發(fā)出高性價(jià)比且豐富多樣的智能座艙系統(tǒng)（ IMS ），其功能覆蓋：疲勞檢測(cè)、注意力檢測(cè)、身份識(shí)別、狀態(tài)識(shí)別、行為識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、情感識(shí)別、乘員狀態(tài)、后排識(shí)別等。
與行業(yè)現(xiàn)有方案相比，自行科技新一代 AVM 和 IMS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了五大突破：
更靈活
借助FPGA特有的可重配置功能，以及自行科技的深度學(xué)習(xí)模塊化設(shè)計(jì)及重組技術(shù)，自行科技全新解決方案支持用戶根據(jù)需求自定義新的功能，或者方便地進(jìn)行傳感器擴(kuò)展。同時(shí)，也為自行科技快速優(yōu)化部署新的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、后續(xù)各類ADAS系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
更低時(shí)延
低時(shí)延的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力對(duì)駕駛安全至關(guān)重要。賽靈思Soc獨(dú)特的FPGA并行處理優(yōu)勢(shì)，使其可以靈活接入各類傳感器，并以納秒或微妙級(jí)并行處理來(lái)自整個(gè)前段傳感器的數(shù)據(jù)，因而使得系統(tǒng)時(shí)延相對(duì)GPU或者CPU更低。
更智能、更安全
Zynq SoC具備的動(dòng)態(tài)功能轉(zhuǎn)換（DFX）功能，支持多種ADAS功能在統(tǒng)一計(jì)算資源上實(shí)時(shí)加載和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。例如，在新型AVM系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)其他駕駛輔助功能，如車道偏離告警系統(tǒng)（LDW）、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（BSD），從而令駕駛更加智能和安全。
更高性能
單顆Zynq芯片即可實(shí)現(xiàn)從環(huán)境表征到傳感器融合、特征提取的完整的ADAS方案設(shè)計(jì)，避免了跨芯片平臺(tái)方案芯片間傳輸?shù)膸捚款i和安全隱患，令方案性能更高，也更穩(wěn)定、可靠。
更低的系統(tǒng)總擁有成本
自行科技充分利用Zynq里面的BRAM、查找表、寄存器、DSP等豐富的硬件資源，將計(jì)算復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)成功部署在低成本的Zynq芯片上，成功開(kāi)發(fā)出高性價(jià)比、多功能且極具競(jìng)爭(zhēng)力的IMS和ADAS系統(tǒng)。
自行科技汽車智能化產(chǎn)品布局圖
設(shè)計(jì)成效
相較于傳統(tǒng)的 I.MX6D 方案，自行科技全新 AVM 系統(tǒng)僅在主芯片上就比傳統(tǒng)芯片 （ I.MX6D 方案）低 50%以上的成本，而且在功能與性能上實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前主流智能汽車電子產(chǎn)品解決方案的水準(zhǔn)，可以滿足國(guó)內(nèi)外智能汽車電子產(chǎn)品市場(chǎng)的需求。
目前，自行科技基于 FPGA 平臺(tái)開(kāi)發(fā)的各類智能駕駛電子產(chǎn)品及解決方案，已成功在國(guó)內(nèi)商用車與乘用車（中國(guó)最大客車品牌以及年銷售額 200 萬(wàn)的知名合資汽車品牌車型等）前裝市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，累計(jì)出貨已達(dá)數(shù)萬(wàn)臺(tái)。
客車DMS產(chǎn)品示意圖
汽車AVM產(chǎn)品示意圖
Zynq SoC 作為基于 FPGA 的異構(gòu)多處理器硬件處理器平臺(tái)，集可編程邏輯和片上處理系統(tǒng)為一體，不僅擁有一般處理器，如 ASIC 、ASSP 和 DSP 的功能，而且還擁有其它處理器所不具備的更多功能。這些功能與我們領(lǐng)先的 AI 深度學(xué)習(xí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和傳感器融合技術(shù)相結(jié)合，為我們打造全新一代 AVM 和 IMS 系統(tǒng)帶來(lái)了寶貴的差異化和領(lǐng)先性優(yōu)勢(shì)�！P(guān)艷峰博士，自行科技 CEO
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