淺談智能汽車中選擇處理器的重要性

汽車經(jīng)歷著一場數(shù)字革命的洗禮：純機械系統(tǒng)和模擬電子的時代一去不復返。

現(xiàn)今的汽車是數(shù)字化的汽車，內(nèi)置了幾十甚至上百個嵌入式處理器，它們通過數(shù)字網(wǎng)路相互連接，以控制和優(yōu)化汽車內(nèi)幾乎每一個系統(tǒng)的運轉。將來的汽車會集成更多的處理器，因為先進的應用和性能要求更為復雜的信號處理算法，包括安全、引擎和尾氣排放控制、駕駛者與汽車的交互界面，以及車內(nèi)信息和娛樂系統(tǒng)等。

在科技革命與產(chǎn)業(yè)結構調整的大環(huán)境下，汽車工業(yè)與國家戰(zhàn)略緊密聯(lián)系在一起，受到了來自政策、市場、資本等多方面的持續(xù)推動。中國汽車產(chǎn)業(yè)正在迎來低碳化、信息化、智能化的全新發(fā)展階段，與此同時也將步入“汽車質量安全革命新時代”。

為此，我們先來談智能汽車中選擇處理器重要性

其實，筆者覺得最主要的選擇標準一般包括汽車認證資格、片上集成度、性能、價格和節(jié)能等。軟件開發(fā)工具的質量及軟件組件的可用性也會影響到處理器的選擇，處理器供應商對其產(chǎn)品的承諾以及將來的發(fā)展規(guī)劃等也是重要的考慮因素。

由于關系到生命安全，汽車引擎、氣囊控制和剎車系統(tǒng)等關鍵的汽車安全系統(tǒng)對處理器有十分嚴格的可靠性和耐用性要求。

因此，汽車安全系統(tǒng)應用對處理器供應商來說是最嚴峻的考驗，這些應用要求處理器獲得汽車認證資格，而且這類處理器都需要專門的設計、制造、封裝和測試方法。

有許多非關鍵信號處理汽車系統(tǒng)也需要大量的處理器，比如車內(nèi)導航和娛樂設備。盡管汽車整車制造商和汽車電子系統(tǒng)供應商對這類應用也要求高質量的組件，但要求畢竟沒有關鍵性安全應用那么高。例如，用于車內(nèi)系統(tǒng)的處理器一般不要求獲得汽車認證資格。

現(xiàn)在，對性能要求最高的汽車信號處理應用是車內(nèi)導航和娛樂系統(tǒng)。再過幾年這一情形可能有所改變，因為新的安全系統(tǒng)開始采用視頻和雷達處理，而且引擎和剎車控制系統(tǒng)將采用基于模型的復雜計算方法，目前流行的查找表參考方法也將被復雜的實時運算方法所替代。

比如說，針對汽車應用的信號處理器。

在當今的汽車系統(tǒng)中，有很多類型的芯片用于完成信號處理任務，從8位MCU到DSP，再到FPGA。

8位和16位MCU現(xiàn)已不常被采用。因為它們的處理性能有限，為降低成本，系統(tǒng)開發(fā)商往往選擇那些性能正好夠用的處理器。但對某些應用，預留一些性能空間是比較明智的，尤其是車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)，更能從這一性能空間的靈活性中獲益，因為有些功能應用在選擇處理器時發(fā)展得尚不完善。

32位嵌入式通用處理器（GPP）一般用于中等性能要求的汽車信號處理控制系統(tǒng)。這一檔次的處理器一般采用RISC結構，所用指令簡單、普通且?guī)缀鯚o并行指令。

DSP、DSP/GPP混合器件以及DSP增強型GPP一般用于車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)及需要信號處理功能的控制系統(tǒng)。這些處理器帶有特殊的功能，包括多積聚硬件、大容量存儲帶寬，以及采用多運行算法的指令。這些特性綜合起來，可大大加速數(shù)字信號處理算法，比同樣時鐘速率的GPP要快得多。

FPGA似乎不大適合汽車處理應用，因為它們一向以昂貴著稱。然而，最近幾年FPGA供應商推出了一系列低成本、高效率的器件，使得FPGA也成為汽車系統(tǒng)的可選方案。與傳統(tǒng)的固定結構處理器（比如DSP和GPP）不同，F(xiàn)PGA不受預先設定的指令集限制。相反，F(xiàn)PGA可為系統(tǒng)設計者提供極大的設計靈活性，以便開發(fā)適于特定應用的處理結構。

更多的處理器，更廣的性能范圍，這一趨勢何時是盡頭？也許要等到嵌入式處理器滲透到汽車系統(tǒng)的每一個角落。