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由人工智慧驱动的设计应用
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新思科技(Synopsys)车用電子DesignWare IP及HAPS FPGA系統
啟动配备先进驾驶辅助系统(础顿础厂)自驾车的关键钥匙
(台北訊) 隨著先進駕駛輔助系統 (Advanced Driver Assistance Systems；ADAS) 的突破性發展，自動駕駛的研發正經歷前所未有的成長，國際車廠Tesla、Toyota、晶片巨頭NVIDIA，以及IT公司蘋果，甚至是網路公司Google旗下的Waymo、百度，以及新創公司像是Lyft、Uber、Zoox等皆積極布局，搶進自駕車的開發。車輛不再只是運輸功能，它能夠「察覺」外界變化並加以因應，是人工智慧的延伸。
同時，為了符合消費者對安全的需求，以及各國政府為了改善行車安全所做的法規修訂，汽車製造商也開始要求半導體供應商研發新的技術，以強化先進駕駛輔助技術(ADAS)，達到偵測路況、迴避道路障礙、偏離車道警示和自動校正系統、交通號誌辨識、環景偵測系統、駕駛人狀況監測等功能，希望汽車能夠像人一樣的敏銳與即時反應。新思科技(Synopsys)提供業界最完整的IP及HAPS FPGA设计套件，針對新時代智慧汽車的應用需求，從概念到系統單晶片(SoC)的種種嚴格验证，都可以提供最佳的解决方案。
圖一：新思科技的DesignWare IP提供车用電子最佳解决方案
新思科技DesignWare IP解决方案，可有效應用於先進駕駛輔助系統(ADAS)、车用通訊娛樂系統(Infotainment)和微控制器(MCU)，提供可靠的行車安全和高品質的车用通訊娛樂。DesignWare IP 也能夠協助SoC设计工程師研發嵌入式視覺(Embedded Vision)系統、感應器整合(Sensor Fusion)以及雲端連接用戶界面等應用。此外，新思科技還提供车用電子開發所需要的介面滨笔、處理器、嵌入式记忆体和邏輯資料庫等，以開發日趨複雜的SoC晶片，增進车用電子元件的可靠度(reliability)。
DesignWare IP為先進駕駛輔助系統 (ADAS) 帶來的效益
- 新思科技提供業界最完整的介面滨笔解决方案，包括LPDDR4、Ethernet AVB 和TSN、MIPI、以及HDMI，這些系統皆為先進駕駛輔助系統 (ADAS) 提供可靠且優異的品質。
- 視覺處理IP，支援業界領先的神經網路(Convolutional Neural Network; CNN)邏輯演算法，讓車輛「看清楚」前方路況，甚至「緊盯」外界變化。
- 感應器和控制滨笔子系统，簡化了感應器融合功能，縮短研發時程。
- 加密和加速通訊協議的Security IP，阻隔惡意程式入侵，提供作業平台萬無一失的安全保障。
圖二：新思科技的DesignWare IP提供车用電子最佳解决方案
針對ISO 26262功能安全的IP解决方案
- 新思科技針對安全相關的IP解决方案，在研發時均遵守安全政策、流程和安全管理(並榮獲半導體汽車功能專家(SC-AFSP) 認證)
- 包含強化安全特性例如資料路徑保護、組態暫存器同等(configuration register parity)、和錯誤矯正碼(ECC)记忆体。
- 通過ISO 26262功能性安全標準認證。
- SGS-TUV Saar認證合格。
- ASIL Ready IP 包括：Ethernet QoS、崁入式记忆体、崁入式測試和修復、ARC EM SEP、和其它開發中的IP等。
圖三：可應用於先進駕駛輔助系統(ADAS) SoC的IP
DesignWare IP為车用通訊娛樂系統(Infotainment) 提供專屬解决方案
汽車製造商致力於提供乘客全新的行車體驗，同時因智慧型手機和雲端連結，更帶來內容爆炸性的成長。车用通訊娛樂系統(Infotainment)從车用導航、藍牙電話、手勢辨識到網際網路應用程式等，追求多樣彈性運用的解决方案。
- 新思科技解决方案支援多媒體介面，包括經過效益验证的Ethernet QoS IP，其设计是用來支援即時的音頻視頻橋接(Audio Video Bridging)和正時感應網路(TSN)。
- 高效能核心 (HPC) 设计套件具有崁入式记忆体和邏輯資料庫，能確保CPU和DSP的優異效能。
- 針對HDCP 2.2 和DTCP-IP的安全IP增加對通訊內容的隱密性保護。
图四：多媒体讯息娱乐系统应用
圖五：可應用於先進駕駛輔助系統(ADAS) SoC的IP
新思科技DesignWare IP為微控制器單元(MCU)帶來的效益
每輛智慧型汽車都依靠超過100個微控制器單元MCU的精密操控，從引擎控制、車身和底盤控制、EV/HEV電池管理、儀表板模組、車載診斷等，不僅如此，隨著设计的革新，對汽車微控制器單元MCU的依賴更是與日俱增，包含監控引擎效能、穩定度和氣候監控的非光學和圖像感應器，不斷有更多功能整合到MCU之"中。
- 新思科技提供業界最廣泛的介面滨笔組合、類比ADC和DAC、高效能資料路徑元素、崁入式记忆体和邏輯資料庫、以及32位元 ARC? 處理器和處理器建構的子系統。
- DesignWare感應器，控制模組滨笔子系统，最佳化數位和類比感應器到卸載(offload)主機處理器，提供高節能效率的感應器數據。
- ARC EM 以安全強化套件(SEP)提供符合ISO26262汽車设计安全規範。
- ARC EM 及其SEP 包括錯誤矯正碼(ECC)、奇偶校驗、用戶可編程監測定時器、和雙核心操控介面包含ASIL D 安全認證的編譯器和廣泛的安全系統，讓ISO 26262的認證程序變得更加容易。
圖六：可應用於先進駕駛輔助系統(ADAS) SoC的IP
除了介面滨笔 子系統包括汽车用協定系統DDR、PCIe、USB、和Ethernet之"外，新思科技更提供DesignWare IP 的虛擬器開發套件 (IP VDK) ，讓工程師能夠在硬體设计完成的前幾個月，就可以提前開始進行軟體研發。IP VDK以一套廣泛用於汽車SoC處理器子系統的虛擬原型(virtual prototyping) ，提供一個DesignWare IP 可編程模型，以及Linux作業系統的軟體開發平台和驅動程式。
图七：滨笔虚拟器开发套件
HAPS FPGA系統 協助汽車设计事半功倍
新思科技的HAPS系列是以FPGA為基礎的原型设计解决方案，提供整合性且可擴充的硬體及軟體綜合解决方案，讓汽車SoC设计和验证工作團隊，能夠縮短设计時程、節省成本。DesignWare IP原型设计包括經過效益验证的參考设计，運用概念是將目標IP，預載到HAPS-DX 以FPGA為基礎的原型设计系統，和Linux作業系統的軟體開發平台。事先验证、修改IP組態，並針對各種汽車應用设计做調整。
圖八：HAPS以 FPGA為基礎的雛型设计解决方案
為了展現更優異的效能應用，操控更廣泛的多媒體內容，和滿足更精準的視覺偵測，先進駕駛輔助系統 (Advanced Driver Assistance Systems；ADAS)、车用通訊娛樂系統(Infotainment)和微控制器單元(MCU) SoC的技術和製程難度與日倍增。新思科技 DesignWare IP嚴格遵循汽車设计規範，以及高標準的汽車處理能力指標(Cpk)規格验证實體IP 。此外，為了降低整合IP到SoC的作業成本，更提供DesignWare介面滨笔子系統，該子系統針對不同的SOC應用，事先验证相關數位邏輯部分，整合了相關的IP與提供軟件與韌體開發樣版。該解决方案經由整合實體IP和數位邏輯控制器，例如PHY和控制器之"間的共用紀錄器介面、除錯邏輯等功能，在針對SoC的應用上達到事半功倍的效果。新時代智慧汽車的發展目標，追求车用電子的創新和突破，新思科技提供優異的解决方案，是您不可或缺的研發夥伴。