Negli ultimi anni si è diffuso sempre di più l'uso di prodotti a semiconduttori nelle automobili. Ad esempio, oggi anche in utilitarie di fascia base vengono installati sistemi di monitoraggio della pressione dei pneumatici, che sino a pochi anni fa erano disponibili solo in alcune autovetture di lusso della fascia più alta. Le applicazioni principali che danno impulso all'impiego sempre maggiore di dispositivi a semiconduttori sono Driver Assistance, la strumentazione sul cruscotto, l'infotainment, la telematica e la connessione di rete nel veicolo.
In particolare, Driver Assistance è al centro di un processo di rapida innovazione: i progettisti di sistema mirano a massimizzare le funzionalità di ausilio al guidatore nei limiti concessi di prezzo, potenza e spazio. Driver Assistance (letteralmente “Assistenza al guidatore”) comprende una classe di caratteristiche di sicurezza che presentano al guidatore informazioni utili in anticipo, per evitare possibili incidenti, e include funzionalità quali telecamere di retromarcia, videocamere “surround” per la visione a 360 gradi dell'ambiente circostante il veicolo, sistemi di avviso dell'uscita dalla corsia, sistemi di rilevazione dei pedoni, ecc. L'utilità delle telecamere di retromarcia è enorme. Questi dispositivi sono semplici sistemi di acquisizione delle immagini, composti da un sensore situato sulla parte posteriore dell'automobile e di uno schermo a cristalli liquidi nell'abitacolo. Sistemi più complessi potrebbero offrire visione migliorata nelle ore notturne. Le videocamere surround sono un'estensione delle telecamere di retromarcia, ma sono continuamente in funzione durante l'uso del veicolo e spesso possono sostituire i tradizionali specchietti laterali. Il valore principale dei sistemi di visualizzazione surround consiste nell'eliminazione dei punti ciechi; inoltre, la rimozione degli specchietti laterali aumenta l'aerodinamicità del veicolo e comporta un consumo ridotto di carburante.
La presenza di tali sensori hardware può essere considerata un primo e necessario passo per offrire, alla fine, più funzionalità a valore aggiunto di quante non se ne possano immaginare analizzando i dati generati da questi sensori. Ad esempio, i dati delle immagini video generati dalle telecamere di retromarcia e dalle videocamere surround possono essere elaborati tramite algoritmi in tempo reale per rilevare pedoni e oggetti frequenti sulle strade, come idranti, ecc. Mentre attualmente questi sistemi vengono progettati principalmente per fornire assistenza, da un punto di vista tecnologico niente impedisce che siano ampliati per creare un sistema di controllo proattivo intelligente con la capacità di arrestare bruscamente il veicolo per prevenire una collisione. Analogamente, i sistemi di avviso dell'uscita dalla corsia utilizzano i dati delle immagini per rilevare l'ambiente circostante; i dati vengono quindi elaborati in tempo reale per rilevare se l'autoveicolo rimane entro i limiti della corsia in cui procede; se involontariamente il veicolo si avvicina troppo ai limiti della corsia, il guidatore viene avvisato da un allarme acustico.
Un tema comune a molti dei sistemi di ausilio al guidatore discussi sopra è l'utilizzo del video come origine principale dei segnali d'ingresso. I flussi video in arrivo devono essere elaborati in tempo reale per creare ingressi in base ai quali il guidatore possa agire e ciò richiede circuiti di elaborazione dei segnali digitali ad alte prestazioni unitamente a una logica personalizzabile e flessibile. Gli Fpga LA-LatticeECP3 che hanno superato le prove di qualificazione AEC-Q100, recentemente annunciati da Lattice, sono la scelta perfetta per tali sistemi. Con Ram integrata di capacità massima pari a 1,3 Mbit, fino a 64 moltiplicatori 18x18, quattro canali Serdes da 3,2 Gb/s e sino a 35.000 tabelle di lookup, la famiglia LA-LatticeECP3 è ideale per sistemi automobilistici che richiedono bassa potenza, alta velocità e piccoli fattori di forma al prezzo giusto. I dispositivi Lattice LA-LatticeECP3 qualificati per l'utilizzo sugli autoveicoli consentono soluzioni innovative e a prezzo accessibile in questo settore.
Estensione del sensore e sostituzione degli specchietti
Nelle applicazioni automobilistiche è normale situare il sensore delle immagini lontano dal processore dei segnali delle immagini e dallo schermo che le visualizza; ciò vale sia per le telecamere di retromarcia sia per le videocamere surround. I canali Serdes e gli I/O programmabili dei dispositivi LA-LatticeECP3 offrono ai produttori di apparecchiature originali la flessibilità di scegliere tra più protocolli di connessione, per sensori e display. La soluzione Lattice ha dimostrato di poter trasmettere video a 720p60 o 1080p30 sino a 8 metri con coppie ben corrispondenti. All'estremità di ricezione, il dispositivo LA-LatticeECP3 potrebbe essere utilizzato per deserializzare i dati in arrivo, implementare l'algoritmo di elaborazione del segnale dell'immagine completa e pilotare il display - il tutto in uno solo dispositivo. Il progetto di riferimento Lattice utilizza un cavo Cat5E standard per attuare la soluzione di estensione del sensore; inoltre, può alimentare in remoto il sensore delle immagini. Dopo che i dati originari generati dal sensore delle immagini vengono trasmessi nel punto desiderato, devono essere elaborati per poter essere utilizzati; questa operazione spesso è detta 'elaborazione del segnale delle immagini o Isp (Image signal processing). Lattice Semiconductor dispone di una suite completa di moduli essenziali IP per la pipeline ISP come correzione dei pixel difettosi, demosaicizzazione, matrice di correzione dei colori, correzione Gamma, ecc., per attuare una soluzione completa per videocamera in un solo chip. Inoltre, il kit di sviluppo videocamera Lattice HDR-60 viene fornito precaricato con una pipeline ISP di valutazione plug-and-play. Il kit consente la valutazione e prototipazione rapide di soluzioni per videocamere HDR ad alta definizione.
Registratore a scatola nera di video aftermarket
I registratori a scatola nera di video costituiscono una nuova classe di dispositivi automobilistici aftermarket emersa di recente. Consentono di registrare quanto accade sia all'interno sia all'esterno del veicolo. Alcune di queste unità consentono di collegare al dispositivo più sensori di immagini, offrendo funzionalità di registrazione panoramica, a 360◦. Gli Fpga LA-LatticeECP3 qualificati per l'utilizzo sugli autoveicoli rappresentano la scelta perfetta per implementare l'intera soluzione - interfaccia di memoria, compressione e ISP della videocamera - utilizzando un solo chip. La Fig. 3 mostra un esempio di realizzazione del sistema di registrazione a scatola nera del video implementato su un dispositivo LA-LatticeECP3. L'ampia gamma di standard supportati dai buffer I/O dei dispositivi LA-LatticeECP3 offre al progettista di sistemi la flessibilità di realizzare interfacce con un'ampia gamma di sensori, memorie, pannelli, ecc.
