Beschleunigen Sie Automobilanwendungen mit FPGAs
Erfahren Sie, wie die Flexibilität und Leistungseffizienz von FPGA die Automobil- und Transportlandschaft neu gestalten und zukünftige Mobilitätsinnovationen und Infrastrukturverbesserungen vorantreiben.
FPGA Technologie in der Automobilindustrie
Angesichts der sich schnell entwickelnden Standards und Anforderungen für Advanced Driver-Assist Systems (ADAS) und In-Vehicle Experience (IVE)-Anwendungen ist die Notwendigkeit von Flexibilität und schnelleren Entwicklungszyklen bei gleichzeitig hoher Leistung pro Watt das Hauptanliegen der Systemdesigner. Durch die Kombination von umprogrammierbaren FPGAs mit einer wachsenden Palette von Produkten mit hoher Widerstandsfähigkeit ermöglichen FPGAs es Automobilingenieuren, ihre Designanforderungen zu erfüllen und in einer sich weiterentwickelnden Branche die Nase vorn zu haben.
Vorteile der FPGA in der Automobilindustrie
Effiziente Echtzeitverarbeitung
FPGAs verbessern Automobilanwendungen durch Parallelverarbeitung, geringe Latenz und anpassbare Designs und eignen sich so für die Sensorfusion. Sie ermöglichen eine effiziente Datenverarbeitung in Echtzeit, senken den Energieverbrauch durch dynamische Neukonfiguration und bringen Leistung und Effizienz effektiv in Einklang, was für Systeme wie ADAS und autonomes Fahren unerlässlich ist.
Sicherheit und Schutz
FPGAs bieten anpassungsfähige Hardware für die Sicherheit in Automobilen, die sich durch Verarbeitung mit geringer Latenz, Funktionsisolierung und Redundanz auszeichnet. Sie erhöhen die Sicherheit durch anpassbare Verschlüsselung und kryptografische Verarbeitung in Echtzeit, machen Systeme widerstandsfähig gegen Bedrohungen und gewährleisten gleichzeitig die Einhaltung von Standards wie ISO 26262 und ISO/SAE 21434 für langfristigen Schutz.
Anpassung und Skalierbarkeit
FPGAs verbessern Automobilanwendungen durch Parallelverarbeitung, geringe Latenz und anpassbare Designs und eignen sich so für die Sensorfusion. Sie ermöglichen eine effiziente Datenverarbeitung in Echtzeit, senken den Energieverbrauch durch dynamische Neukonfiguration und bringen Leistung und Effizienz effektiv in Einklang, was für Systeme wie ADAS und autonomes Fahren unerlässlich ist.
Zukunftssicherheit und Innovation
Die Nutzung FPGA Technologie macht Automobil- und Transportlösungen zukunftssicher, indem sie sich entwickelnde Standards und neue Technologien unterstützt. Von 5G-Konnektivität bis hin zu KI-gesteuerten Analysen ermöglichen FPGAs kontinuierliche Innovationen in den Bereichen Fahrzeugautomatisierung, intelligente Mobilität und nachhaltige Transportinitiativen und sorgen so für Wettbewerbsfähigkeit und Relevanz in dynamischen Märkten.
Die Zukunft der KI in der Automobilindustrie
KI verändert das Fahrerlebnis, indem sie fortschrittliche Funktionen ermöglicht, die Fahrzeuge intelligenter, sicherer, effizienter, zuverlässiger, angenehmer und einfacher zu bedienen machen. Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) und FPGA-basierte SoCs sind besonders geeignet, um diese KI-gesteuerten Aufgaben zu beschleunigen, da sie effiziente Leistung, Anpassungsfähigkeit und Energieeffizienz bieten. Altera FPGAs verfügen über spezielle KI-Funktionen, die in die Logikstruktur eingebettet sind, um KI-Workloads zu beschleunigen. Die revolutionäre Ergänzung des traditionellen FPGA-DSP-Blocks um KI-Tensoren ermöglicht die Unterstützung von KI-Anwendungen mit leistungsstarken Vektor- und Matrixoperationen in einem skalierbaren, ressourcen- und energieeffizienten FPGA-Gerät.
Sensorverarbeitung und -fusion
Um Fahrzeuge sicherer und einfacher zu bedienen, erlebt die Automobilindustrie eine dramatische Verbreitung von Kameras und anderen Arten von Sensoren wie LiDAR, RADAR und Bewegungssensoren rund um das Fahrzeug und im Cockpit. Altera FPGAs und SoCs verfügen über spezielle, KI-fähige digitale Signalprozessoren (DSPs), die in ihre Logikstruktur eingebettet sind und zur Durchführung der von KI geforderten anspruchsvollen Matrixmultiplikationsaufgaben verwendet werden können. Diese KI-fähigen DSPs ermöglichen eine sehr schnelle und effiziente Verarbeitung und Fusion von Sensordaten, so dass sie effizient vom zentralen Gehirn des Autos genutzt werden können, wodurch das Fahrzeug intelligenter und sicherer wird.
Fahrer- und Insassenüberwachung und Sprachsteuerung
KI-fähige FPGAs können von Kamerasystemen und Sensoren in der Fahrzeugkabine genutzt werden, um Fahrer und Insassen zu identifizieren und das Fahrerverhalten sowie die Sicherheit und den Komfort der Insassen zu überwachen. Die KI-gesteuerte Analyse des Fahrverhaltens kann verwendet werden, um den Fahrer vor potenziell gefährlichem Fahrverhalten zu warnen, potenzielle Pannen vorherzusagen und zu verhindern und es dem Fahrzeug sogar zu ermöglichen, vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, um eine Kollision zu vermeiden. Darüber hinaus können mit Hilfe von KI sehr schnelle und hochpräzise KI-basierte Spracherkennungsalgorithmen implementiert werden, die es Fahrern und Passagieren ermöglichen, sicher und einfach mit dem Fahrzeug zu interagieren.
Vorausschauende Wartung, Diagnose und Batteriemanagement
FPGAs erleichtern die lokalisierte KI-Verarbeitung und ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung von Sensoren, elektrischen und mechanischen Systemen im Fahrzeug, um potenzielle Ausfälle vorherzusagen, bevor sie auftreten, und den Fahrzeughalter auf die Notwendigkeit einer vorbeugenden Wartung oder Reparatur aufmerksam zu machen. Sie können auch eine lokale Überwachung des Batteriezustands und des Ladezustands durchführen, um eine erweiterte Verwaltung und einen Lastausgleich von Batteriezellen durchzuführen, um die Batterielebensdauer zu verlängern und die Notwendigkeit der Wartung oder des Austauschs der Batterie zu reduzieren. Die KI-Fähigkeit innerhalb des FPGA ist für zeitsensible Sensoren und Diagnosen unerlässlich, bei denen schnelle, genaue Erkenntnisse zu einer erhöhten Zuverlässigkeit und längeren Lebensdauer des Fahrzeugs und seiner Batterie führen können.
Automobilanwendungen
Fortschrittliches Fahrerassistenzsystem (ADAS)
ADAS-Anwendungen verbessern die Fahrzeugsicherheit und den Fahrkomfort durch die Integration modernster Sensoren, Echtzeit-Datenverarbeitung und Automatisierung, um den Fahrer dabei zu unterstützen, fundiertere Entscheidungen zu treffen und das Unfallrisiko zu verringern. FPGAs ermöglichen ADAS, indem sie die erforderliche Rechenleistung, Echtzeitleistung, Flexibilität und Energieeffizienz bereitstellen, was sie zu einer entscheidenden Komponente bei der Entwicklung von Automobilsystemen der nächsten Generation macht.
Software-definiertes Fahrzeug (SDV)
Die Transformation zu einem SDV beruht auf Software, die nahezu jeden Aspekt des Fahrzeugbetriebs steuert, verwaltet und verbessert und eine kontinuierliche Verbesserung und Anpassung an neue Technologien und Benutzeranforderungen ermöglicht. FPGAs sind für diese neue Architektur von entscheidender Bedeutung, da sie die Rekonfigurierbarkeit, die Hochgeschwindigkeitsverarbeitung, die Energieeffizienz und die Sicherheit bieten, die zur Unterstützung einer sich ständig weiterentwickelnden, softwarezentrierten Automobilplattform erforderlich sind.
Antriebsstrang für Elektrofahrzeuge (EV)
Der EV-Antriebsstrang ist Wegbereiter der nächsten Generation der Mobilität und integriert fortschrittliche Technologien zur effizienten Umwandlung und Verwaltung elektrischer Energie, um optimale Leistung, Reichweite und Nachhaltigkeit zu bieten und gleichzeitig eine präzise Steuerung des Motorbetriebs und der Energieverteilung zu ermöglichen. FPGAs bieten Echtzeitsteuerung, Energieverwaltung, Rekonfigurierbarkeit, Sicherheit und KI-Integration, was zu effizienteren, zuverlässigeren und anpassungsfähigeren Systemen für die Zukunft von Elektrofahrzeugen führt.
Schnelles DC-Ladegerät
Mit der Elektrifizierung von Transportfahrzeugen verlagert sich die Aufmerksamkeit vom Kraftstoffverbrauch auf den elektrischen Energieverbrauch sowie auf die Effizienz und die Kosten von Stromrichtern. Die DCFC-Technologie (DC Fast Charging) wird in Ladestationen für Elektrofahrzeuge der Stufe 3 verwendet, bei denen der Ladevorgang vollständig innerhalb der Station erfolgt, und sie verwendet Gleichstrom, sodass Benutzer ein Elektrofahrzeug in nur 30 Minuten vollständig aufladen können.
FPGAs sind einzigartig, da sie eine benutzerdefinierte digitale Steuerung bei sehr hohen Frequenzen ermöglichen. Sie sind vorteilhaft, um die Größe und Kosten passiver Komponenten zu reduzieren und den Leistungsverlust bei der AC/DC-Leistungsumwandlung zu minimieren.
FPGAs unterstützen auch das Batteriemanagement. Im Gegensatz zum Laden mit Wechselstrom besteht beim Gleichstrom-Schnellladen die Gefahr, dass die Batterien von Elektrofahrzeugen überlastet werden, was im Laufe der Zeit zu ihrem Verfall oder Reichweitenverlust beitragen kann. FPGAs unterstützen Batterien und BMS, indem sie die Rechenleistung bereitstellen, die erforderlich ist, um die Last gleichmäßig auf die Zellen zu verteilen, wodurch die Gefahr des Verfalls beseitigt wird und die Batterie eine längere Lebensdauer erhält.
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Unsere Geräte mit hoher Widerstandsfähigkeit unterstützen Sperrschichttemperaturen von -40 °C bis +125 °C (oder höher bei ausgewählten Geräten). Diese Geräte erfüllen oder übertreffen die Normen ISO 9001:2001, AEC-Q100 und ISO 26262. Alle unsere Geräte mit hoher Widerstandsfähigkeit werden an vollständig IATF-16949-registrierten/zertifizierten Standorten unter Verwendung einiger der kleinsten, zuverlässigsten und Mainstream-Halbleiterfertigungsprozesse der programmierbaren Logikindustrie hergestellt. Unser Portfolio für die Automobilindustrie reicht von CPLDs bis FPGAs und umfasst auch SoCs und PowerSoCs für das Power-Management.
Cyclone® V FPGAs
Cyclone®-V-SoC-FPGAs
MAX® 10 FPGAs
MAX®-V-FPGAs
Entwicklungskits
FAQs
Häufig gestellte Fragen
Ein "softwaredefiniertes Fahrzeug" oder SDV ist definiert als ein Fahrzeug, das Software verwendet, um seinen Betrieb zu verwalten, Funktionen hinzuzufügen und neue Funktionen über Software zu ermöglichen. Altera FPGAs und SoCs eignen sich ideal für softwaredefinierte Fahrzeuge, da sie viele verschiedene Aufgaben gleichzeitig mit der Effizienz und deterministischen Leistung von Hardware ausführen können, aber sie können im Laufe der Zeit aktualisiert werden, sodass Automobilhersteller Funktionen hinzufügen und neue Funktionen ermöglichen können, ohne die Leistung oder Effizienz zu beeinträchtigen. Mit anderen Worten, Altera FPGAs bieten hardwareähnliche Leistung und Determinismus sowie softwareähnliche Flexibilität und Programmierbarkeit.
Es gibt viele Möglichkeiten, wie die KI-Fähigkeiten von Altera FPGAs und SoCs genutzt werden können, um Fahrzeuge intelligenter, sicherer, effizienter, zuverlässiger, angenehmer und benutzerfreundlicher zu machen. Um Fahrzeuge sicherer und einfacher zu bedienen, erlebt die Automobilindustrie eine dramatische Verbreitung von Kameras und anderen Arten von Sensoren wie LiDAR, RADAR und Bewegungssensoren rund um das Fahrzeug und im Cockpit. Altera FPGAs und SoCs verfügen über spezielle, KI-fähige digitale Signalprozessoren (DSPs), die in ihre Logikstruktur eingebettet sind und mit denen die von der KI geforderten anspruchsvollen Matrixmultiplikationsaufgaben ausgeführt werden können. Diese KI-fähigen DSPs ermöglichen eine sehr schnelle und effiziente Verarbeitung und Fusion von Sensordaten, so dass sie effizient verarbeitet werden können, wodurch das Fahrzeug intelligenter und sicherer wird. Die KI-Funktionen von Altera FPGAs und SoCs können auch von Fahrer- und Insassenüberwachungssystemen (DMS und OMS) im Fahrzeug genutzt werden, um das Fahrverhalten zu überwachen und die Sicherheit und den Komfort von Fahrern und Insassen zu erhöhen. Darüber hinaus kann KI für die Spracherkennung verwendet werden, um Fahrern und Passagieren eine sichere und einfache Interaktion mit dem Fahrzeug zu ermöglichen, und KI kann verwendet werden, um elektrische und mechanische Systeme des Fahrzeugs zu überwachen und den Bedarf an Wartung oder Reparaturen vorherzusagen.
Altera bietet zahlreiche Komponenten an, von kleinen, effizienten CPLDs bis hin zu leistungsstarken FPGAs und SoCs, die für den Einsatz im Automobilbereich geeignet sind. Alle Geräte von Intel mit hoher Widerstandsfähigkeit sind AEC-Q100-zertifiziert und für den Betrieb bei einer Umgebungstemperatur von -40 °C bis +105 °C qualifiziert (Auto Grade 2). Diese Produktreihe deckt die meisten Infotainment- und ADAS-Anwendungen ab, bei denen Fahrzeuge unter einer Vielzahl von Temperaturbedingungen betrieben werden müssen. Darüber hinaus sind viele dieser Geräte ASIL-zertifiziert nach ISO 26262.
Ja, Altera bietet sowohl Geräte als auch Werkzeuge an, die nach ISO 26262 ASIL-zertifiziert sind und Altera einem ASIL-konformen Entwicklungsprozess folgen, der den Einsatz der Geräte in sicherheitskritischen Automotive-Systemen ermöglicht. Darüber hinaus bietet Altera ASIL-zertifizierte Entwicklungswerkzeuge und ein Automotive Functional Safety Data Package (AFSDP), um die Entwicklung Altera Produkte zu sicherheitskritischen Systemen zu erleichtern.
Das Automotive-Grade Device Handbook (PDF) enthält eine Liste aller verfügbaren Automotive Grade Devices. Weitere Details finden Sie im Datenblatt oder Handbuch des jeweiligen Gerätes
Familie.