Cyclone III FPGAs在汽车行业的应用
Cyclone® III 前所未有地同时实现了低成本、低功耗和高性能，满足了新一代汽车应用的需求。同时还提供丰富的软件、知识产权(IP)、参考设计和开发套件，以加速产品开发，降低风险。
挑战
汽车原型开发和设计周期一般要持续几年的时间。设计人员和系统必须能够灵活地支持新的客户需要，应对客户需求的变化，例如新的多媒体接口等，这些需求在设计规划阶段可能还没有流行起来，但是在产品启动阶段已经成为必备的功能。很多ASIC或者ASSP实施方案通常对这种灵活的需求无能为力。还经常有这样的需求——提供各种不同的特性，以区分经济型和豪华型汽车。而且还要应对大量的汽车网络标准。越来越多的车载多媒体需求推动了数字信号处理(DSP)和图像处理的发展，这已经远远超出了传统DSP器件的能力。产品生命周期变化很大，从几年到几十年，需要较长的售后服务。
解决方案
Cyclone III FPGA支持汽车产品灵活地进行最后一刻更改，适应那些比一般汽车设计周期变化更快的功能需求。灵活的Cyclone III FPGA帮助您建立一个单一平台，应用在多种产品线上。Cyclone III FPGA利用经过预先验证的 IP 来轻松支持所有的最新汽车网络标准，例如 CAN、MOST、LIN和FlexRay等。使用 Cyclone III FPGA 的汽车产品也可以在汽车售出后进行现场更新。Cyclone III FPGA中丰富的乘法器和存储器资源可以满足信息娱乐功能对高质量视频的迫切需求。快速并行配置和高达 125°C 的扩展温度支持使 Cyclone III 器件能够满足苛刻的汽车系统要求。
表1列出了 Cyclone III FPGA 在汽车应用中部分最显著的优势。
| 表 1. Cyclone III FPGA 在汽车应用上的关键优势 |
| 特性 |
优势 |
DSP 乘法器 |
288 个嵌入式 18 位 x 18 位乘法器，性能达到 260-MHz ，适用于密集 DSP 算法。 |
每一型号都有丰富的存储器资源 |
所有 Cyclone III 系列型号都有 4 Mbits 嵌入式存储器，以及较高的存储器至逻辑比，在小型、低成本器件中就可以实现图像处理功能。 |
Nios® II 嵌入式软核处理器 |
世界上最通用的嵌入式软核处理器，是低成本微控制器和集成系统功能的理想选择。 |
远程系统更新 |
汽车售出后，支持对固件的在现场更新。 |
扩展温度和汽车级质量 |
结温在 -40°C 至 125°C ，符合 AEC-Q100 ，由经过 ISO/TS-16949 认证和注册的合作伙伴进行生产。 |
产品寿命终了保护 |
Altera 的器件在产时间非常长，降低了产品管理过时的风险。 |
典型的导航系统
导航系统是需要大量图像处理功能的汽车领域最关键的应用之一。图像处理功能有简单的分路段(TBT)导航显示，也有非常复杂的3D导航系统显示。图像处理需要进行大量的算法计算，例如缩放、滤波和alpha混合等。与数字信号处理和ASSP不同，Cyclone系列FPGA更适合执行这类需要大量计算的算法，因为它可以在一个时钟周期中处理多条指令。
图 1 所示为在Altera® Cyclone III FPGA中实现的一个低成本图像系统。视频输入可以是BT.656输入(YUV 4:2:2)，以及输出RGB的色彩空间转换器 (CSC)。支持的存储器接口包括：SDR、DDR和DDR2。Altera Nios II 32位嵌入式处理器主要用于图像处理 (画线，成帧等)，并提供其他的控制功能。图像硬件加速包括BitBlt等功能(目标复制到帧缓冲中，2D-DMA传送，混合等)。Alpha混合有多条通道。Cyclone III FPGA为远程显示应用提供LVDS图像输出。
图 1. 典型的导航系统结构图
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资源
利用Cyclone III FPGA实现产品尽快面市，降低成本，并提高传统设计方案的灵活性。Altera及其合作伙伴的多种开发套件、IP和参考设计提供完整的解决方案，克服驾驶信息和娱乐以及车辆控制系统中单机 DSP、ASSP和ASIC在成本、性能和灵活性上的局限。表2列出了设计汽车应用时需要的部分资源链接。
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