フォワードビュー・カメラ・システムには、車両の軌道補正を可能にするための高速画像処理や、複雑なセンサ信号処理、およびリアルタイム・データ解析が必要です。この高度な機能を実現するためには、画像センサやレーダー・センサーなどの各種センサーの統合も必要です。センサーの種類ごとにデータの処理方法が異なるため、自動車メーカーからの様々な要求に対応できるように設計することは容易ではありません。

デザイン上の考慮すべき事柄としては、以下が挙げられます。

  • 複数のセンサーデータ (レーダー、カメラなど) を低コストで、リアルタイムに処理するための高速並列演算
  • 高品質でスムーズな映像を実現するための高解像度/高フレームレートの帯域幅とビデオ信号処理技術
  • 標準方式が存在しない様々なセンサーのインターフェイスや、その信号処理アルゴリズム
  • OEM からの要求の多様性
  • ドライバーにリアルタイムで注意を促すための低レイテンシー

従来の DSP やマイコンは、リアルタイム・ビデオ処理/解析を行うのに十分な性能を備えていない場合があり、自動車システムデザインに対応するためにコプロセッサーの追加が必要になることもあります。

FPGA による統合

異なる処理ごとに複数の DSP やマイコンを使用する代わりに、それらの車両視覚システムを 1 個の低コスト FPGA に統合することが可能です。最適なシステム性能が得られるように、FPGA でハードウェア並列処理エンジンを開発したり、SoC に組み込まれている CPU でソフトウェア処理を行うこともできます。さらに、CAN、LVDS、イーサネットなどのインターフェイスに加えて、各種センサに合わせて I/O をカスタマイズすることも可能です。

実装オプション

FPGA は、その柔軟性の高さから、さまざまな実装オプションを提供します。図 1 は、インテル® FPGA SoC を使用してレーダーとビデオの信号を融合させるセンサー・フュージョン処理アルゴリズムとネットワーク接続をワンチップに統合する場合のブロック図です。

先進的なセンサー・フュージョン ECU

ADAS 用 ECU に SoC FPGA を使用すれば、以下の様な事が実現できます。

  • ビデオ処理、センサー信号処理、および物体識別 IP の実装
  • 高性能ビデオ処理エンジンおよびソフトウェア・アルゴリズム (Cyclone® V および Cyclone® V SoC)
  • CAN、イーサネット、および LVDSなどの各種車載ネットワーク用プロトコルの実装
  • ビデオ/画像処理用IPスイート (VIP Suite) によるスケーリングおよびオーバーレイ
  • 各種センサー・インターフェイスの実装
  • 同一パッケージで FPGA の集積度を変えてコストと性能を最適化(バーティカル・マイグレーション)