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教你如何选择合适的汽车GDC(ZT)

菜鸟
2014-01-22 15:37:43    评分

 

有幸参加富士通集团举办的富士通中国论坛,第一次全面近距离接触富士通集团的业务,以前更多地只是了解富士通半导体的产品和技术。

 

参加了好几场研讨会,最关注的还是富士通半导体的汽车解决方案,特别是汽车视觉和图像相关的解决方案,其图形显示器控制器(GDC)是最大的亮点,产品方案很丰富。对于汽车GDC产品,发现介绍的资料很少,周边了解相关应用的筒子少之又少,也难怪,目前相关的应用也主要是国外厂商主导,国内在做类似产品研发估计不超过一只手手指。

 

网上搜了下相关的文章,发现了一篇“教你如何选择合适的GDC”的文章有比较全面的介绍,不过明显是台湾人翻译的口味,简单整理了下转发出来,供大家学习,欢迎讨论。

 

 

GDC选择之类别:

打造完美图像功能的第一步,是针对应用目标选择一款适合的GDC,并以合理的价位获得所需功能。GDC可根据其性价比分成下列三类:

  基本 - QVGA屏幕,预先着色的图形,可包括影像输入功能

  中阶 - WVGA屏幕,以2D动态绘图为主,也可支持3D,有支持影像输入功能

  高阶 - SXGA或更高分辨率的屏幕,动态3D绘图,多重影像输入

 

GDC选择之成本

汽车产业是成本相对敏感应用领域的一个很好的例子,对于系统研发业者而言,最重要的工作就是降低BOM成本。

 

就基本到中阶的应用而言,研发业者可采用SoC绘图控制器来满足此方面需求,利用这种元件作为单芯片解决方案,这些GDC能透过CAN总线来和其他汽车系统进行通讯,并能切换到关机的电源模式来节省电池电力。由于内部VRAM存储的容量有限,加上各项系统瓶颈(像是总线速度)的限制,因此这些装置所支持的图像功能,弹性,像素填充率,以及屏幕尺寸都会受到局限。

 

 当成本因素的重要性不及效能时,这类应用可采用多重芯片架构的高阶芯片。这些GDC依赖外部车用微控制器来管理CAN传输作业,电源,以及像是步进马达控制器等周边元件。

  此外,由于这些GDC没有内建VRAM与程式快闪记忆体,因此会利用外部VRAM来支持高效能作业,在未来,运用内建式VRAM可进一步降低高阶车用GDC成本。

 

GDC选择之内容——静态or动态?

还必须根据图像内容的性质来挑选GDC。若内容属于静态,而且能预先判断,低成本GDC就足堪重任。

其他需要动态图像的应用,像是地图或随机动画等,其所需内容都是当场立即决定,这些应用需要一个具备全功能管线的GDC。对于较复杂的应用而言,内含着色器的图像引擎可带来更高弹性。

利用功能完备且具弹性的显示控制器,不仅能简化图像建置的工作,还能支持更好的图像功能,明确的说,图像开发远比控制器功能来得简单,像是弹性图层法以及支持多图层与Alpha-blending,还有各种色彩深度。

 

3D绘图对于GDC的效能与功能需求会有显着影响,例如3D应用需要的顶点处理性能远高于2D应用,再加上像是贴图与Mipmap贴图等功能所需的视野校正,这些都是3D图像需要的功能(Mipmap是主要贴图的优化与调整尺寸版本,这种贴图和主要贴图储存在同一处)。它们让系统不必立即调整主要贴图的尺寸,对于效能提升有明显帮助。相较之下,2D绘图着色的过程则简单许多,若内容属于静态,还能预先着色,就如同本文先前所讨论,在2D3D动态内容方面,需要用到一个全管线化的图像引擎。

 

GDC选择之内容——显示屏分辨率及数量

  因为尺寸较大,分辨率较高的显示屏必须处理更多像素,因此采用较大显示屏的应用就需要更快,更强大的GDC。航空与医疗方面的应用,通常在其低阶机种需要640 × 480像素的显示屏,而在高阶机种中就需要1280 × 1024像素分辨率的显示屏。在汽车市场,低阶仪表板与中控台的显示屏尺寸通常为480×272像素,中阶机种为800×480,而高阶机种则为1280×480或更高像素。

  不论是增加单一显示屏的分辨率,或是增加显示屏数量,其所涉及到的像素数量都会以倍数增加,并需提高GDC的处理需求。虽然可以运用多个GDC来应付需求,但也有某些GDC内含的显示屏控制器能透过单一控制器来支持多个显示屏。这些GDC能多工处理视频输出资讯,其运用两倍的显示屏或像素时脉频率的速率,就像是处理一个显示屏一样,不过这两个显示屏必须拥有相同的时序属性与显示屏分辨率。这类GDC对于汽车仪表板相当实用,因为仪表板通常有两个相同分辨率的显示屏。

  另一方面,有些GDC整合了超过一个显示屏控制器,能驱动多个不同时序与分辨率的显示屏。这类控制器的成本会低于两个独立式GDC,设计工作也较简化。这其中一个典型例子,就是车用抬头显示器(HUD),HUD在仪表板上的显示屏分辨率就低于主显示屏,而也有一种汽车应用是运用单一GDC来控制仪表板与中控台显示屏。

 

GDC选择之视频类别

GDC针对不同的显示屏影像输入来源提供各种功能,包括摄像头或其他信号来源。有些GDC整合了必要的模拟电路来支持模拟式NTSC/ PAL的影像输入信号,这些控制器对于基本视频撷取应用而言相当实用。而其他GDC则支持数字YUV / RGB视频格式,或需搭配AD转换器。

 

对于需要撷取多重视频的应用而言,可采用较高阶的GDC,这类元件整合多个视频撷取单元,其显示屏控制器亦必须更强大,才能处理多重输入信号,并把视频串流重叠到影像上。

 

汽车抬头显示器就是这种功能的另一项应用。由于影像投射在挡风玻璃上,为了配合挡风玻璃的曲度,其影像的调整处理过程便会类似鱼眼校正。

 

视频的变形需要有内建3D功能的GDC来调整。若GDC能调整视频的解析度高低,对系统会很有帮助。

 

另一项特殊应用可能成为未来汽车的重要功能,就是利用装在车体四周的多部摄影机,将其输入影像结合成一张图像。这种应用中的系统必须要能处理高解析度视频,再加上各种特殊影像处理功能,以接合成一张环绕全景的影像。

 

理想的解决方案,是采用一个能够支持多重视频输入格式,并具备高速影像处理功能的GDC,这种方案不需要外部FPGA就能建置这些功能,并达到必要效能,将3D着色功能纳入GDC内,系统便可将接合影像对应到碗状表面,以显示出逼真,无扭曲的360度车体四周环绕影像。


菜鸟
2014-01-22 15:38:43    评分
2楼

采用富士通去年推出的MB86R24的富士通3D全景影像系统,以前很牛叉的MB86R11是不是沦中端全景影像系统解决方案了?



菜鸟
2014-01-22 15:39:15    评分
3楼

这个3D全景影像系统道具很萌O(∩_∩)O~


菜鸟
2014-01-23 17:29:48    评分
4楼

非常不错的资料,谢谢分享!


高工
2014-01-24 14:25:42    评分
5楼

很好的资料,谢谢分享。

现在的汽车正朝向智能化发展,很多国际汽车品牌都加大了与电子行业的合作。今年的CES更成了汽车的展示舞台。

但是,消费者对汽车的更换速度要远低于电子技术的更新速度,怎样保持汽车性能的先进性,对于汽车公司是必须要考虑的。


菜鸟
2014-01-24 17:37:37    评分
6楼

从这个图可以看到在汽车虚拟仪表盘应用上,提供的方案就很多,(这个图没有包括富士通这几年推出的虚拟仪表盘方案,比如MB86R01、MB86R03……)可惜这些以前都很少有人接触,目前从事相关产品研发的也不多。


专家
2014-01-24 18:24:05    评分
7楼
很好的资料,受教了,谢谢!

菜鸟
2014-01-26 15:22:45    评分
8楼
谢谢分享!!比较下两个dashboard的demo,几年时间发展很快啊,一个高大上一个矮矬穷,哈哈。。。。。
 
基于MN86R01的汽车dashboard demo

 
传统机械表的dashboard DEMO

菜鸟
2014-01-28 15:30:11    评分
9楼

学习了,信息量超大啊。。。。。


菜鸟
2014-01-30 10:17:12    评分
10楼
顶一个

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