隨著《變形金剛4》的熱映，機器人、汽車題材再次火爆?？犰爬L的“大黃蜂”在一定程度上體現了人們對于未來汽車的一種想象與憧憬，導演邁克爾·貝更是將大黃蜂稱為《變形金剛4》中最后的“寶石”。同樣曾以“寶石”命名的富士通半導體公司一系列車用圖形顯示控制器(GDC)則在為汽車插上現實的“智慧的翅膀”，其最新一代Triton車載SoC系列在360° 3D全景顯示和全數字虛擬儀表等高性能應用中閃耀出寶石般的耀人光輝，開創(chuàng)了更大的應用創(chuàng)新想象空間。

從GDC到SoC，汽車圖形顯示控制領域十年心路歷程

在圖像顯示處理領域，富士通半導體是當之無愧的領先技術廠商，這可從其廣受好評的Milbeaut圖像處理器(ISP)窺見一斑。而與之有著相同圖形顯示技術基因的汽車GDC則是全球汽車圖形顯示控制器領域的領導者，其產品廣泛用于中央信息顯示、全景環(huán)視系統(tǒng)、多媒體娛樂影音系統(tǒng)、導航、虛擬儀表等領域。

圖1. 汽車圖形顯示控制器的主要應用領域。

“從十幾年前的汽車圖像導航中2D/3D地圖的生成，車載DVD導航相關屏的驅動開始，富士通半導體在汽車圖像顯示控制領域深耕多年，從最早期的單獨GDC+主控芯片方案發(fā)展到現在的第三代Triton車載SoC芯片方案，富士通半導體在汽車圖像顯示控制領域積累了大量寶貴的技術經驗。”富士通半導體(上海)有限公司市場部高級經理周浩洋表示。

為應對汽車電子對于高性能和低成本的不斷需求，富士通半導體將CPU、GPU及汽車總線等集成進一顆IC，于5年前推出了第一款車載圖形顯示SoC——Jade系列——不僅降低了系統(tǒng)成本，還進一步簡化了系統(tǒng)工程師的開發(fā)難度。

“Jade系列在全液晶的數字儀表方案中獲得了廣泛的成功，在5年前，這些方案就成功應用在了捷豹，路虎等高端汽車中。而由于早期的高端汽車在中國還比較少，所以直到去年，Jade方案才在中國剛剛上市的福特蒙迪歐所配備的全數字液晶儀表板上嶄露頭角。”周浩洋指出。

由于Jade系列的成功應用，富士通半導體繼而推出了第二代圖形處理SoC——Emerald系列，其采用Cortex A9 CPU，可以支持360°全景百萬像素的3D成像系統(tǒng)，同時可以應用于更高分辨率的液晶儀表板。2013年，Emerald系列應用于北美和歐洲的車廠，例如寶馬和沃爾沃，這些車預計將在今年量產。

Triton系列——引領車用圖形顯示控制創(chuàng)新潮流

由于汽車行業(yè)的特殊性，芯片——方案——車廠——量產的周期跨度非常久，所以一項新的技術要真正應用于汽車上的周期會相當的長。雖然一顆芯片要成功應用于汽車需要很長的時間進行技術的驗證，但是富士通半導體并沒有停下技術研發(fā)的腳步，從第一代Jade系列車載圖形SoC開始到現在的第三代Triton系列，富士通半導體始終引領技術的潮流，走在技術發(fā)展創(chuàng)新的前沿。

富士通半導體第3代高性能汽車應用圖形SoC-MB86R20系列(Triton)可滿足汽車等領域所要求的高可靠性。內置高性能雙核CPU/GPU，具有6路視頻輸入和3路顯示輸出。圖2為 MB86R20系列功能框圖。

圖2. MB86R20系列功能框圖。

MB86R20系列產品具有增強的CPU和GPU處理能力。其CPU采用了2個ARM Cortex-A9，3D圖形引擎采用POWERVRTM SGX543，與第二代車載SoC芯片MB86R10系列(Emerald)相比，CPU、GPU的性能分別提高2倍和5倍。此外，該系列還內置了富士通半導體自行開發(fā)的二維圖形引擎，可實現圖像的自適應卷繞(Warping on-the-fly)等功能，由于采取各部分獨立工作的模式，因此可獲得更高的性能表現。

針對多個視頻輸入，MB86R20系列具有增強多顯示屏輸出功能，對應全高清影像的6路輸入和3路輸出，可將來自攝像頭的高清影像和本地高清內容輸出到多個高清顯示屏。

此外，MB86R20系列所具有的超高性能的繪圖功能還特別值得一提，其二維圖形處理引擎、三維圖形處理引擎和視頻捕捉器可同時獨立工作，并根據不同的應用和顯示內容在8個不同的描繪層上進行最佳的圖像處理。例如，儀表顯示屏上的指針和車身描繪在不同層分別進行二維/三維處理，可實現超越規(guī)定性能指標的高度繪圖功能。

圖3. MB86R20系列具有超高性能的繪圖功能。

“MB86R24(MB86R20系列)預計將在今年10月份量產，Triton的推廣相比其前兩代Jade和Emerald有所不同，Jade和Emerald主要是在北美和歐洲推廣，兩者都沒有最早在中國推廣，而Triton的樣片一出來就同步在全球推廣，同一時間給在中國的車廠和供應商試用。這是富士通半導體對于中國市場的承諾。”周浩洋特別強調。

MB86R24——用它可以創(chuàng)建一個360°全景百萬像素3D成像系統(tǒng)(可以通知駕駛員靠近車輛的物體)，及集成的HMI系統(tǒng)(從汽車內部和外部連接人和數據)。

多屏(Integrated HMI)全液晶儀表系統(tǒng)——新一代車聯(lián)網入口平臺

作為新一代車聯(lián)網入口平臺，“多屏(Integrated HMI)全液晶儀表系統(tǒng)”是連結駕駛者、汽車和周圍環(huán)境的信息之窗。在日前于上海舉辦的“2014第二屆汽車儀表盤論壇”上，富士通半導體展示了其基于Triton的多屏(Integrated HMI)全液晶儀表系統(tǒng)，如下圖4所示。

圖4. 富士通半導體3D全虛擬儀表方案。

TFT圖形顯示儀表采用高分辨率顯示屏替代傳統(tǒng)的機械儀表指針，具有富士通半導體為車載儀表設計的獨立2D引擎(iris)和3D引擎(Ruby)，支持3路顯示輸出，最大支持1920x720分辨率。

隨著對環(huán)保駕駛、安全性和舒適性要求的提高，人與汽車以及與外界相關聯(lián)的信息量也越來越大。并且這些信息正變得越來越復雜多樣，如電動汽車的電池、車輛故障診斷、攝像頭影像、警告、導航、智能手機連接和云連接等信息。

迄今為止，這些信息是通過中控顯示屏、儀表板顯示屏和抬頭顯示器等分別顯示和控制的(圖5)。但是，為了實時和直觀地向駕駛員傳達汽車及其周圍情況，需要將各種信息匯集到一處，進行集中處理，并根據不同駕駛場景選擇最佳形式呈現出來。多屏(Integrated HMI)全液晶儀表系統(tǒng)即可實現這個功能，在促進人、車、環(huán)境和諧的同時，使駕駛更加順暢。

圖5. 傳統(tǒng)的顯示控制(分散型)。

MB86R20系列能夠整合來自攝像系統(tǒng)和信息主機系統(tǒng)等各種來源的影像信息，并根據駕駛場景以最佳表現形式顯示到中控顯示屏、儀表板顯示屏和抬頭顯示器等(圖6)。

圖6. MB86R20系列實現顯示控制(Integrated HMI)。

“由于富士通半導體具備豐富的汽車人機界面開發(fā)經驗，針對3D全虛擬儀表方案，我們可以幫助客戶根據自己具體需求進行個性化創(chuàng)新開發(fā)，可以自由集成虛擬儀表、倒車影像、導航等信息。”周浩洋指出。

此外，為便于設計師和技術人員協(xié)作，富士通半導體提供用于多屏(Integrated HMI)全液晶儀表系統(tǒng)界面設計(HMI)工具“CGI Studio”。利用該工具可最大限度發(fā)揮MB86R20系列的性能，由于設計師和技術人員的協(xié)同配合，設計師所繪制的內容通過MB86R20可立即再現出來，以減少產品化過程中的返工。

實現帶識別功能的360°全景百萬像素3D成像系統(tǒng)

“帶識別功能的360°全景百萬像素3D成像系統(tǒng)”可用三維的方式并且無遺漏地向駕駛者傳遞汽車周圍的危險情況，能夠通過車載屏幕自由的觀察整車360°影像，在行駛、倒車時可以獲得更詳盡的路面信息，這就減少了因為車輛死角造成的事故發(fā)生概率，尤其是在人口稠密、路況復雜的大城市，這一功能對于安全駕駛的幫助非常巨大。

富士通半導體采用第二代SoC芯片MB86R10(Emerald)系列的360°全景百萬像素3D成像系統(tǒng)方案已投放市場，正在全球范圍內推廣。而其基于第三代SoC芯片MB86R20系列的方案具有多通道6路全高清數字攝像頭輸入接口，每路支持200萬像素，每秒30幀，搭載世界領先的360°全景拼接算法，具有漸進物體檢測功能的ADAS系統(tǒng)?？赏瑫r實現從任意角度觀察汽車周圍情況和并減少視野盲區(qū)這兩項功能，讓駕駛者更加安全、放心。

圖7. 帶識別功能的360°全景百萬像素3D成像系統(tǒng)。

另外，由于可以同時處理來自6個攝像頭的影像，因而可進一步拓展適用場景的范圍以及提高三維影像表現的自由度。

富士通半導體在世界上首次把漸近物體檢測功能(該功能可通知駕駛員附近的人、自行車和其它物體)集成到360°全景3D視頻成像系統(tǒng)，可以讓駕駛員從任何角度在3D環(huán)境下查看整個環(huán)境。漸近物體算法是與富士通實驗室聯(lián)合開發(fā)的，作為360°全景3D視頻成像系統(tǒng)的一部分實施，這尚屬世界首演。

提供整套方案，縮短開發(fā)周期

富士通半導體還為其SoC提供用途廣泛的軟件工具包，僅使用比以前更加少的工作量就可以完成高性能系統(tǒng)的一站式開發(fā)。例如，被納入多個模型的顯示模塊和平臺的開發(fā)，大大減少了顯示器系統(tǒng)的零部件數量，同時還方便重復使用不同車輛模型的產品。其帶漸近物體檢測功能的360°全景百萬像素3D視頻成像系統(tǒng)不但兼容為前版技術開發(fā)的工具包軟件，還具有軟件使能漸近物體檢測功能。

最重要的，富士通半導體針對中國市場提供整套方案，不只是提供底層的芯片及芯片的驅動，還提供上層的應用軟件，包括拼接算法，UI的儀表設計工具等，給客戶提供一站式服務。

“業(yè)內的友商通常只是提供底層的芯片和驅動，而上層的方案和軟件是來自第三方，這樣，客戶就需要找第三方廠商合作，而富士通半導體提供整套方案，這意味著客戶拿到方案，工程師就可以開始設計，不需要找第三方。富士通半導體的方案使得客戶能夠在最短的時間內，做出滿足市場需求的產品，這就為客戶贏得了Time to Market，促使產品快速上市。”周浩洋特別強調。