｜從Automotive World2013看全球車載晶片技術及資訊應用發展趨勢

摘要：隨著電子零件在汽車中所占的比例愈來愈重要，ICT在新一代汽車的智能/綠色車輛與車載資通訊發展上，扮演重要角色，汽車市場也逐漸朝向高整合性、高安全性、高互動性等趨勢發展。而“日本汽車世界”是亞洲最大的先進汽車技術博覽會，於2013年有「Automotive Electronics（汽車電子）」、「HEV & EV（混合動力車與電動汽車）」、「Weight Reduction（輕量化）」和「Automotive IT（汽車IT）」等四項專業展會，本文係作者透過實地參訪觀察，並藉由作者從事車輛電子及車輛IT化等多年經驗，提出國內汽車車載晶片及資訊應用技術領域之研發方向看法。

Abstract: ICT has played an increasingly important role in the era of vehicles getting green and intelligent.  In addition, the automotive industry is towards the development of integration, safety and communication.  “Automotive world Japan” is the Asian largest advance vehicle technology exhibition.  In 2013, the exhibition includes four topics: Automotive Electronics, HEV&EV, Weight Reduction and Automotive IT.  After visiting the exhibition, based on the years of experience in the automotive electronics and vehicle IT, the author presents observations about the development in automotive SoC (System on Chips) and automotive IT application.  A number of suggestions for the automotive electronics research are also given in this article.

關鍵詞：車輛電子、圖形處理器、影像分析

Keywords：Automotive Electronics, Graphic Processing Unit, Image Analytics

前言
目前國際主要車廠均積極朝向智能/綠色車輛與車載資通訊發展，在相關新興系統技術、應用服務，以及產品的推動下，已對傳統汽車與周邊產業造成巨大變動，其中美、歐、日先進國家的車載資通訊技術發展，其訴求可歸納為「安全、舒適、節能」三面向，以提供行車安全防護、道路行車效率提升與加值應用服務，以及車輛電動化等技術與產品解決方案。Automotive World Japan為亞洲最大的先進電動化車輛技術及車輛電子展示平台，展場上廠商超過400多家的技術與產品展現，其特點是展現先進材料、製程及優異零件特性、性能，以產品展示與先進技術開發為主要訴求。本次展示4個專業展會，包含：Automotive Electronics、HEV & EV、Weight Reduction和「Automotive IT。而本文將針對主要車用晶片設計廠之多核心高階車載資訊晶片發展及應用，及聯網車輛（Connected Vehicle）技術發展做深入地剖析介紹，並提出國內汽車車載晶片及資訊應用技術領域之研發方向看法。

多核心晶片及產品應用
由於導航、娛樂及輔助安全系統逐漸地成為車輛內部的標準配備，並強調多功能整合性、高畫質及系統安全性等，因此主宰系統運作的核心晶片亦朝向多功能系統晶片（SOC）、強化3D繪圖能力及對應ISO26262安全需求等面向發展。以下針對展場內全球車用晶片主要設計/生產廠- ST, Altera, Freescale與Reneasas等之產品做逐一地介紹：

ST （STMicroelectronics, 意法半導體），主要以開發生醫、家用、通信、車用等晶片的半導體廠商，亦是全球第一大車用影像系統廠MobilEYE之重要夥伴。本次展出重點以應用於EV/HEV、Infotainment、Communication等用途的晶片組為主。本次展出晶片中，Cartesio屬新一代多功能晶片組，主要運算核心採用ARM1176 （754 MHz），額外增加2D/3D繪圖運算核心（如圖1所示）。另外，內嵌GPS處理器及藍芽（BT）（HFP/A2DP）、無線網路、LCD螢幕驅動能力，及可與智慧型手機進行畫面或資料進行同步等功能，加上低耗電低發熱（60µA@3V）特性，廠商也指出已符合AUTOSAR及ISO26262等安全性規範，顯示該晶片組已具備高度整合，可提供車載資訊系統完整地解決方案。

Altera公司主要展示可編程輯閘陣列（Field-Programmable Gate Arrays；FPGA）之晶片，其中最引人矚目的係屬以立體視覺及影像感測系統展示的Cyclone IV FPGA之效能, 該晶片組強調具備3.125-Gbps收發的I/O，適用於高頻寬資料處理及傳輸應用，因此由展示系統可見其同時處理兩組即時752X430解析度影像之物體邊緣強化、二值化及扭曲校正等影像前處理能力，加上430/60 fps輸出，可見此晶片組在解決影像處理或大量數位資料處理上可減少大量運算所造成的系統延遲現象，因此即便是應用在高速環境下（例如:100 km/hr），仍可偵測高達100公尺範圍內之障礙物，而近距離測試（例如:50 cm）也依然可即時辨識出物體及距離（如圖3所示）。另外一項展品則展現異質感測器融合資料處理能力，這套系統採用1顆100萬畫素之數位鏡頭與76 GHz毫米波雷達進行協同偵測，可同時偵測64個目標物，偵測距離最遠可達175公尺，處理速度150 ms （如圖4所示）。Altera聲明表示這晶片組內部架構及軟體開發工具（Software Development Kit, SDK）皆符合AUTOSAR及ISO26262之規範，可輔助系統廠於產品開發上符合國際車廠需求。