TI一大波Jacinto? 6汽車處理器解決方案來襲，滿足下一代汽車應用

　　近日，TI在上海舉辦Jacinto? 6(簡稱J6)汽車處理器的應用方案展示會。德州儀器半導體技術(上海)有限公司技術應用經(jīng)理丁丁先生介紹了J6的最新進展。

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

　　J6汽車處理器家族

　　Jacinto?汽車處理器可謂TI汽車產品線中的王牌之一，主要用于三大類應用：信息娛樂、數(shù)字儀表、ADAS，各自應用的發(fā)展趨勢如下。

　　?信息娛樂(中控交互車機)：傳統(tǒng)的是獨立車機信息娛樂系統(tǒng)，現(xiàn)在市場漸漸趨于數(shù)字駕駛艙集成。

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

　　圖1 Jacinto 6 Plus高端數(shù)字儀表展示

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

　　如何在信息娛樂和數(shù)字儀表方面提高效率?

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

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

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

　　另一個優(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的界面和交互系統(tǒng)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現(xiàn)，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候，系統(tǒng)外面的攝像頭模組端可以省掉傳統(tǒng)的ISP芯片，這些都是通過集成在芯片內部的硬件來實現(xiàn)的，所以整體BOM(物料清單)系統(tǒng)成本會大幅下降。

　　再有，J6不僅集成了全景功能，現(xiàn)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功能單元來處理全景。實際上，J6還有更多的功能單元，可用于更多的處理需要。例如有客戶把J6接更多的攝像頭，實時地實現(xiàn)車前實景，還對路面、障礙物進行識別，然后把行車輔助信息疊加到實景上去，這就是增強現(xiàn)實(AR)的一種應用。

　　最后，J6的優(yōu)勢是片上有多個功能單元，在做傳統(tǒng)影音娛樂、人機交互的同時，可以集成多種功能于單芯片。J6不僅支持虛擬化技術的系統(tǒng)集成，同時針對中國市場一些車型或車廠的低成本系統(tǒng)集成的需求，通過硬件多核獨特的結構，在不使用虛擬化技術的前提下，提供儀表和車機等多屏系統(tǒng)集成的方案。兩者區(qū)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等其他核來實現(xiàn)，并且芯片內部隔離了硬件單元，相當于在傳統(tǒng)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處理的應用?在這方面，J6通過獨特的硬件結構，形成獨到有效的解決方案。

　　總之，J6在數(shù)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7萬個面時有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(tǒng)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(xiàn)在起到未來三五年內車廠對于數(shù)字儀表應用的需求。

      面向全景及ADAS的TDAx

　　J6主要是兩個家族， DRAx和TDAx。DRAx主要包括數(shù)字儀表、信息娛樂和圖形方面的應用。TDAx主要用于ADAS應用，擁有較長的歷史，包括TDA2和TDA3兩個子家族。

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

　　TDA的整個家族里，針對中國的全景市場主要分成三大類：

　　?第一類是高端系列，TDA2/TDA2 Plus(也稱TDA2P)，目前行業(yè)里一些高端全景的項目以及以全景為基礎，增加了很多識別類的功能，諸如APA(自動泊車輔助系統(tǒng))，即要把傳統(tǒng)的自動泊車結合到全景里，車輛經(jīng)過的時候，APA可以自動檢測出空車位、地上的三角拴、障礙物或地鎖等，向駕駛員指明車位，通過一鍵控制，車輛可以自己規(guī)劃路徑并泊車。

　　TDA2P目前更多適用在國內車廠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、車位檢測，超聲雷達等，都用到了TDA2P系列。該TDA2P的2MP(2百萬像素)環(huán)視系統(tǒng)演示中還空置大量的運算資源，可用于開發(fā)集成車位識別的功能，此外,TDA提供大量的圖像分析庫以及深度學習的開發(fā)包，視覺應用的客戶可以在這些核上做識別類的算法開發(fā)。

      此次展示的除了2MP環(huán)視以外，還融合了超聲。如今的泊車集成，超聲是必須要進來的傳感器之一。傳統(tǒng)的環(huán)視系統(tǒng)旋轉、圖像渲染和車模完全依靠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(tǒng)的3D全景，在空間上是構建出一個碗狀模型。通常它是一個固定的碗，但缺點是當有障礙物時，在不同距離的呈現(xiàn)結果會被拉大或被縮小。很多時候終端使用者會為此困擾，而TDA2P的優(yōu)勢在于利用DSP技術可以動態(tài)地識別障礙物的距離，并相應的實時生成最適合的模型，這樣會大大改變了這一困境。

　　?第二類是高性價比版本——TDA2E。過去兩三年里，TI客戶已在使用TDA2E系列芯片做傳統(tǒng)高清3D全景。2017年后，TI中國團隊對TDA2E芯片進一步提升性價比，增添了非常強的功能——四路高清行車記錄功能。在相同芯片價位上集成如此多復雜功能，在芯片行業(yè)內是很領先的。在進行四路行車記錄功能的同時，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(xiàn)在一些后裝產品會把圖像縮小，幀率降低，然后壓縮記錄;而在TDA2E的解決方案中，所有圖像尺寸不進行任何裁剪、不降低幀率，在原始四路魚眼攝像頭基礎上同時記錄， 并且同時在做3D的全景環(huán)視。

　　針對中國汽車行業(yè)對行車記錄的日益增長的需求，業(yè)界也稱CBB，行車記錄會日漸法規(guī)化，所以TI增加了多通道CBB的解決方案(如下圖)，以幫助用戶構建新形態(tài)的全景方案，今后就可以使用TI全景系統(tǒng)并直接增加功能，以滿足未來法律法規(guī)或者車廠對行車記錄的需求。

    ?TDA3x芯片系列可以做到入門級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(tǒng)的3D變形，在這個芯片里不需要GPU去做。當芯片沒有相對大型的核的時候，整體芯片成本會下降，本身芯片的尺寸會更小，功耗更低。2.內部同樣集成了ISP技術，對于外部攝像頭來講,可以大大省去原來獨立的ISP成本。

     綜合來看，整個系統(tǒng)的BOM，包括PCB(印制電路板)(注：TI可以做六層板)，都會非常有優(yōu)勢。針對TDA3x芯片的全景系統(tǒng)，TI和合作伙伴已經(jīng)可以提供完整的產品化軟硬件方案，可以直接裝車看實車效果，目標是方便客戶可以快速產品化。

　　低功耗優(yōu)勢

　　功耗是J6的另一個優(yōu)勢。TI芯片整體功耗表現(xiàn)優(yōu)異，包括信息娛樂和數(shù)字儀表，現(xiàn)在實際項目中靠傳統(tǒng)殼體結構的散熱，無需風扇。

　　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(tǒng)計算領域，TI一直以同樣的功耗可以產生更多的算力而著名。以算力功耗比來看，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)量產的汽車處理器平臺，用于數(shù)字儀表、信息娛樂、ADAS等。在TI在提供解決方案的同時，還將軟硬件資料面向所有用戶開放，無論是軟件硬件都易于用戶快速開發(fā)。另外J6提供高完整度方案，可以適用于從入門級到資深的用戶。最后，TI在華投入了大量的本土支持，并根據(jù)中國市場的需要推出了一些成本經(jīng)濟型產品及解決方案。

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