改搭可編程FPGA SoC ADAS系統(tǒng)性故障銳減

表1

汽車使用的某些傳感器支持在每個圖幀輔助掃描線中，傳送某些配置緩存器數(shù)據(jù)。透過此功能，用戶可以檢查每一個圖幀的傳感器設(shè)置，不須要透過I2C接口來讀取緩存器，也不須要CPU進(jìn)行運(yùn)算，傳送圖幀數(shù)據(jù)時就能在FPGA中實(shí)現(xiàn)這種檢查。

透過底層圖像處理，一個像素的變化不太可能對實(shí)際應(yīng)用的行為產(chǎn)生很大的影響，因此在大多數(shù)情況下，設(shè)計人員可以忽略這類故障，但是仍應(yīng)檢查會導(dǎo)致圖幀丟失或者整個圖幀被損壞的故障。

大部分影像傳感器含有傳送定義好的測試圖幀的功能，不須要傳送正常的影像數(shù)據(jù)，定義好輸入數(shù)據(jù)后，也就定義了圖像處理模塊的輸出數(shù)據(jù)，接著進(jìn)行后續(xù)測試。例如透過對輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)，可找到系統(tǒng)中出現(xiàn)的任何永久故障，這種測試覆蓋整個數(shù)據(jù)傳輸鏈路中的永久故障。

此外，工程師還應(yīng)該探測到FPGA中一個模塊向另一個模塊傳輸數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)的變化。前面段落提到的測試樣板或測試圖幀方法涵蓋大部分永久故障，但探測不到暫時性故障，各種傳輸或者信息冗余技術(shù)則能夠探測到這類故障。

中間層圖像處理實(shí)現(xiàn)了邊緣或角落探測算法，還可以應(yīng)用特征提取算法，因此，只查看影像中關(guān)注的特征，減少產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)減少后，故障會導(dǎo)致后續(xù)處理步驟中丟失目標(biāo)，因此，丟失特征的風(fēng)險就會增大。

高階圖像處理階段包括目標(biāo)探測和目標(biāo)分類，從軟件術(shù)語的角度來說，這一個層級主要是句柄，因此，非常適合在CPU上運(yùn)行。HPS采用幾種硬件功能，例如錯誤碼修正(ECC)、內(nèi)存管理單元(MMU)、看門狗，在HPS中進(jìn)行故障診斷。

符合ISO26262規(guī)范　ADAS確保行車安全

功能安全重要的另一面是確保減少系統(tǒng)性故障，這可透過使用可靠的開發(fā)過程和工具來實(shí)現(xiàn)。ISO26262標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定功能安全的管理要求，例如，對安全生命周期和支持過程中不同的行為進(jìn)行一致性測量，像是配置和修改管理。如果使用工具有可能造成應(yīng)用故障，就應(yīng)該分析這些工具，進(jìn)行測量以減低故障發(fā)生的機(jī)率。

ADAS是確保越來越擁擠的道路更加安全的下一波創(chuàng)新，這些系統(tǒng)的性能需求給現(xiàn)有和未來的標(biāo)準(zhǔn)商用現(xiàn)貨(COTS)產(chǎn)品帶來挑戰(zhàn)，很多COTS產(chǎn)品在設(shè)計時并沒有體現(xiàn)功能安全，而可程序化FPGA在這方面有很大的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)專用診斷能擴(kuò)大系統(tǒng)的診斷涵蓋范圍。因此，使用具有功能安全的平臺和開發(fā)環(huán)境，與擅長功能安全的合作伙伴合作，都有利于系統(tǒng)的整體實(shí)現(xiàn)。