FPGA（現場可編程門陣列）因其高度靈活的特性又被稱之為“萬能芯片”。但對于汽車而言，雖然FPGA在性能和功耗方面能夠取得有效平衡，但成本限制了其后續的大規模量產搭載。

放眼全球來看，FPGA的市場份額非常集中。賽靈思（2022年被AMD收購）和阿爾特拉（2015年被英特爾收購，現重新獨立）牢牢占據前二，萊迪思和美高森美（2018年被微芯收購）位居其后。

萊迪思產品特色為低功耗、小尺寸，非常契合汽車領域應用。在上海車展期間，NE時代有幸與萊迪思半導體亞太區總裁徐宏來先生，萊迪思亞太區汽車市場高級總監楊靜雯女士，萊迪思亞太區系統方案部高級總監呂曉軍先生展開對話，共同交流FPGA在汽車領域的應用前景。

01.  創新功能的拓荒者

此前，萊迪思FPGA產品應用在電驅逆變器產品中。萊迪思在談及汽車應用時表示。

由于早期功率器件產品非常昂貴，因此就需要通過CPLD芯片進行電壓和電流檢測，一旦出現異常，在極短的時間內觸發安全模式，切斷通路，達到保護功率器件的目的。

但隨著后續新能源汽車規模的不斷提升，CPLD芯片功能便被集成在驅動芯片內，FPGA的需求也隨之下降，當前僅有部分歐系廠商在使用。

逆變器應用的變遷側面說明了FPGA芯片在汽車領域應用時所面臨的困境。FPGA成本高，在后續大規模應用時極易被取代。

但萊迪思并未止步于此。

對于FPGA的應用突破口，萊迪思總結道，FPGA因其可編程的特性非常適合新技術快速落地，因此一旦發現新的技術方向，萊迪思就會快速跟進。再者，在新技術落地的過程中，伴隨著一些性能之外的痛點，如功能安全、信息安全、冗余設計等，萊迪思也會進行配合開發。

針對汽車，萊迪思推出Lattice Drive?解決方案。該方案中，底層硬件平臺為模塊化的FMC適配器和CertusPro-NX評估板、嵌入式DisplayPort TX開發板、DisplayPort接收器和發送器開發板以及CertusPro-NX PCIe橋接開發板。在此之上是一系列IP核(DisplayPort RX/TX、視頻縮放器、局部調光演示+LED驅動器等)、軟件工具(RADIANT、Propel)、參考設計與演示和定制設計服務，共同構成了完整的Drive方案。

本次萊迪思Lattice Drive?解決方案重點面向的是車載信息娛樂顯示屏互連和傳感器數據傳輸功能。主要集中在以下幾個應用。

一是顯示安全IP方案。可以針對汽車顯示錯誤，提供檢測和備份方案，滿足ISO26262功能安全要求。

二是激光雷達數據傳輸，用于處理輔助駕駛過程中大量的數據吞吐。

三是儀表和抬頭顯示器（HUD）的圖像顯示與功能安全。該方案最大的亮點是用于LCD面板的自適應全陣列局部調光解決方案，以增加屏幕明暗對比度，提升用戶體驗。萊迪思提供了由FPGA實現的完整局部調光算法和解決方案，能夠在分區數、視頻分辨率、視頻接口、客制化性能支持等方面提供足夠的靈活性、低延遲和12位內部處理精度。

此外，如流媒體后視鏡中也可采用FPGA芯片用于圖像處理。

02.  FPGA也可以做功能安全

總結來看，萊迪思FPGA產品目前在汽車領域的應用主要集中在兩個領域，智能座艙和輔助駕駛，滿足其功能安全和數據傳輸需要。

在智能座艙中，除了上文提到的自適應全陣列局部調光解決方案外，FPGA的另外一個重要作用是滿足屏幕內圖像傳輸和功能安全要求。

在功能安全需求中，FPGA作為獨立的芯片存在，確保圖像信息在SOC芯片和屏幕之間的正常傳輸。這點對儀表尤為重要，萊迪思目前可以支持客戶通過ASIL-B的認證要求。

在功能安全要求下，FPGA芯片本身也需要滿足相應的功能安全認證要求。

由于FPGA芯片可編程的特性，因此在實際情況中是沒有明確的基礎功能去做功能安全認證的，無形中增加了功能安全認證的難度。

本次上海車展期間，萊迪思成功獲得SGS頒發的2018功能安全ASIL B Ready證書，意味著萊迪思FPGA產品嚴格按照ISO 26262的開發流程，遵守安全規范，確保硬件設計在隨機失效場景下仍能達到安全目標。

萊迪思補充道，本次獲得的功能安全認證是一個特定功能的技術認證，覆蓋一些基本的功能。但為FPGA芯片功能安全打開了一個新思路，未來萊迪思會覆蓋更多的基礎功能，并且針對多個領域，以確保滿足客戶的功能安全需求。

03.  FPGA的不可替代性

由于逆變器領域的前車之鑒，在座艙和輔助駕駛領域，FPGA未來是否能夠可持續也存在一定的不確定性。

萊迪思強調，相比于逆變器，座艙和輔助駕駛領域的替代周期會更久。

一方面是集成的功能較多。逆變器僅有CPLD一個功能，很容易被集成。而在儀表（包括HUD）部分，包括顯示優化、功能備份等多個功能，短期內無法被取代。

另一方面是方案的多樣性。雖然大規模量產后，ASIC芯片在成本上占據明顯優勢。但ASIC芯片并不能滿足所有的應用場景需求，往往需要與FPGA芯片共同合作。典型的便是I/O口的數量，當I/O口數量需求較高，且方案較為小眾時，便需通過FPGA芯片予以配合。

總結來看，FPGA作為高度靈活且可編程的解決方案，在汽車領域仍展現出不可替代的獨特價值。但同樣需要注意的是，由于FPGA自身的局限性，注定其必須具備持續的創新性以快速響應新的需求變化。作為汽車領域FPGA重要的供應商，萊迪思在功能創新之外，同時兼顧功能安全要求，賦予了FPGA更高的應用價值。

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