在行业极度追求高算力的背景下，存在感稍弱的FPGA，正基于可重复编程、低功耗、低时延的优势，满足汽车行业实时控制、灵活、可扩展的需求，呈现出不可替代的作用。
更出彩的车屏显示
近日，伟世通在“智廿•未来”媒体沟通会现场展出了高感知质量的大尺寸显示屏，其中的全景HUD抬头显示实现了A柱到A柱的全景显示，图像更清晰，无失真且不受环境光线影响。伟世通亚太武汉技术中心总经理朱珉辉表示，全景HUD抬头显示集成了低功耗局部调光技术（local dimming）、TrueColor图像增强技术等多项显示技术。
朱珉辉介绍说，传统的显示器通过一个导光板进行导光，导光板只有开和关，没有办法做到局域控光，它的光不是均匀的。Local Dimming通过将背光源划分成多个区域，单独控制每个区域的亮度，使画面中明亮区域更亮，黑暗区域更暗，从而提高了图像的层次感和细节表现。
无独有偶，在6月13日举行的2024上海国际嵌入式展上，莱迪思（Lattice）重点展示了公司最近两年一直在推广的Local Dimming方案。
莱迪思亚太地区应用工程高级总监Frank Xie介绍说，Local Dimming显示技术在车载领域逐渐得到应用，高亮度及高对比度中控大屏等创新产品层出不穷，让智能座舱更加智能，人车交互体验更加友好。基于FPGA芯片打造的莱迪思车载显示屏Local Dimming方案具有更高的灵活性，能提供各种丰富接口，支持更多的分区控制，可以满足客户的不同显示应用需求。除了应用于HUD、中控屏显示外，Local Dimming还可应用于LED车灯显示。
在智能座舱领域，车企正通过将仪表板、信息娱乐系统和屏幕显示进行高度集成，使得一块屏幕上呈现的内容日趋丰富，加上不同品牌车型之间的显示器尺寸并不统一，从而对图像的分区切割显示和多元化融合提出了较高要求。目前，很多车厂都在利用FPGA低功耗等特点，实现车载信息娱乐显示屏互联和数据处理功能。
低延迟契合实时控制需求
FPGA号称万能芯片，一方面说明其应用的广泛性，另一方面也暗示了其专业性不够。尤其在汽车行业追求高算力的背景下，存在感稍弱的FPGA是否会被替代的讨论时常会出现。对此，Frank Xie认为，FPGA一般应用于原型机，一旦产品功能固化，就有可能被ASIC芯片取代。目前，汽车智能化功能还没有完全固化下来，车屏越来越多，各屏的形状、功能、安装位置，各车企都不一样，FPGA在Local Dimming、CMS等领域的应用就有了用武之地。
CMS（Camera-Monitor System）汽车电子后视镜是FPGA另一个应用场景。在雨天、在潮湿天气，传统光学反光镜常常受到雨水、雾气的干扰，影响驾驶安全。这两年，越来越多的车厂考虑用摄像头替代物理的光学反光镜。CMS由显示屏、控制器及摄像头通过线束连接而成。在莱迪思展示的CMS Demo中，ISP图像处理由ASIC完成，图像的缩放、分割及拼接由FPGA完成，低延迟、高图像质量、功能安全等CMS技术难点均得到完美化解。
随着汽车智能化的快速演进，车载显示屏、传感器和摄像头的使用大幅增长，不同型号系列之间的可扩展性和兼容性需求增强。同时，整个系统的整合和分发输出、实时控制将会更加复杂，要求IC器件足够灵活，实现低延迟、稳定的数据处理变得越来越重要。基于可重复编程、低功耗、低时延，以及高灵活性、可扩展性的优势，FPGA芯片能以较低成本实现算法的迭代，并能够很好地助力汽车实现在新场景的运算、控制和升级功能，满足汽车升级所需要的连接需求。
高灵活度应对定制化需求
Frank Xie介绍说，FPGA芯片还应用于对安全性能极高的电机控制。此外，ADAS高级辅助驾驶中的自动倒车、自动泊车，其功能的实现就是把几个摄像头视频源收集以后，拼接成360度环视显示。目前，自动驾驶前端的预处理单元采用FPGA做一些计算的调整、视觉的融合。
一辆智能驾驶汽车将配置大量各型传感器，由于主处理器需要连接不同的传感器接口进行数据处理，而且汽车接口尚未实现真正的标准化，所以利用FPGA的可编程特性对不同传感器进行聚合/桥接或实现I/O接口扩展，也是新趋势之一。
一方面，每辆车使用多个FPGA的趋势越来越明显，客户的应用场景更加丰富，一些新兴的应用场景暂时找不到合适的芯片方案。同时，客户提出了更多结合人工智能的功能需求，这给更具有灵活性的FPGA带来市场机会。另一方面，FPGA的灵活性特点能够很好地适应汽车个性化、可扩展的要求。而且FPGA也在不断创新。Frank Xie表示，FPGA发展到一定规模后，一定会走到SoC片上系统。
对于市场上出现的无需FPGA知识背景即可上手的说法，Frank Xie坦诚，早期应用FPGA门槛的确比较高，要学会FPGA语言就需要比较长的时间，还需要了解FPGA架构。最近几年，FPGA的性能越来越强，留给客户足够多的冗余空间，应用FPGA门槛正在不断地降低。但是，目前FPGA也在做片上系统，已经从硬件慢慢向系统架构转换。如此，FPGA就是主CPU，开发者要对系统的架构有更多的了解。从这个角度来讲，FPGA开发难度在增加。
以成本性能方案取胜
与国际竞品侧重于研发高算力芯片不同，作为一家专注于中小型FPGA的厂商，莱迪思往往与主芯片做配合，主要针对整个系统的整合，满足灵活、可扩展的域控制器设计不断发展的需求，降低成本和功耗。
Frank Xie表示，从硬件上说，莱迪思的优势在于汽车应用上的低功耗和小尺寸。低功耗产品特性不但可以降低运营成本，还可以扩展产品的温度范围，并提高产品的可靠性。CMS把摄像头直接集成在一个小的板上，要求芯片尺寸小。芯片做得越小，散热空间就越小。基于莱迪思Nexus平台的低功耗芯片方案，相比竞争对手能降低功耗一半以上。
从软件上说，客户在挑选FPGA产品的时候，如果产品成熟，那价格是主要因素，但是在产品引入阶段，要看FPGA厂商是否能提供成熟度高的方案，产品质量能否得到用户的认可。莱迪思产品的魅力在于可以从成本、性能、方案上进行调整，既可以和别人配，也可以自己做。对客户而言，莱迪思所扮演的角色就是帮助他们做创新的加速，使他们能够更轻松地将莱迪思的低功耗、小尺寸和可扩展的FPGA集成到各种应用中。事实上，莱迪思FPGA已涵盖从1美元到100美元不同级别的产品。
