FPGA为什么越来越受重视了?

FPGA 有一个响亮的别名——“万能芯片”,它是一种能够通过软件更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元,完成既定设计功能的数字集成电路。虽然FPGA问世的时间不长,但发展非常迅猛,远超出了业界的预想。

FPGA 在汽车电子领域的应用尤为广泛,MINIEYE 正是选用了 FPGA 作为硬件架构的平台。

让我们从 ADAS 产品出发,从多个角度来看,FPGA 为什么得到了越来越多的关注与重视?

  • 首先,从计算需求适应性能来看:
  • MINIEYE 研发的ADAS产品涉及大量计算密集型算法,这个类型的算法有计算量大,数据规整、适合并行三个特点。

    虽然 FPGA 研发难度高,但只要设计精良,就可以适应算法,将深度学习算法做到全并行,高 I/O 复用和数据吞吐,并像软件一样直接升级,满足越来越高的算法需求。

    相反,其他硬件架构则各有缺点,ASIC 流片成本高且周期长,流片后也无法进行修改;CPU 并行度低,处理相关算法则相对低效,功耗高;GPU 并不符合视觉计算模型的特点,并行度有限,而且效率低,功耗与成本较高。

  • 从产品需求来看:
  • 能耗方面: FPGA 芯片的低能耗对散热结构和供电的要求低,保证了它在高温环境下的稳定工作,MINIEYE 的前装产品曾经在深圳的夏季,车内温度高达 50 摄氏度的情况下进行过测试,完全能够正常工作。

    定制化方面:FPGA 的可编程性决定了它能直接定义硬件接口,适应不同的接口需求,满足一些车厂与液晶仪表、HUD 等设备打通的需求,进行人机交互。

    成本方面:芯片的设计成本特点,研发和投片成本高,生产成本低,出货量大之后,平摊成本很低。MINIEYE 的 FPGA 芯片合作方的产品,出货量已经超过 1000万片,这个量级保证了采购成本在一个合理的区间。

    资质方面:车规级是 ADAS 产品进入前装领域的门槛,MINIEYE 选用的 FPGA 平台通过了 AEC-Q100,ISO 26262 等必要的资格认证。

    拓展性方面: FPGA 的可编程性让研发人员可以自行设计逻辑电路,接入能力丰富(可以轻松接入很多的传感器和摄像头);选型丰富(不同资源量大小可选择型号很多),这些优点决定了 FPGA 芯片能够满足 L2、L3 级别以上的感知需求。

    随着 AI 时代的到来,FPGA 能够进一步体现出它的优势。一方面,FPGA 的可编程性决定了它能够针对应用与计算的特点,高度发挥计算优势,进行快速迭代更新,适应深度学习的各种复杂算法。另一方面,FPGA 的生产商也在针对 AI 类的算法优化 FPGA 的内部设计,增强 FPGA 在 AI 领域的拓展,不断增强其计算能力。

    FPGA 在车载领域的运用范围也将得到进一步拓展,目前,在汽车电子领域,FPGA 芯片主要运用于 ADAS 产品、协议软件上,随着它计算能力的发展与功能继承性,FPGA 有望成为车载的控制中枢,扮演汽车“大脑”的角色。比如说,今年 6 月底,FPGA 的发明者赛灵思与戴姆勒共同宣布,联手采用赛灵思汽车应用领域的 AI 处理技术共同开发车载系统。

    FPGA优越的性能特点、合理的采购成本与可预见的发展潜力,就是它越来越受重视的原因。

    文章转载自:Minieye