你将学习:
- 为什么专门为汽车使用而设计的定制gpu越来越重要。
- 汽车制造商如何开发高度互操作的软件和操作系统，将众多复杂的汽车系统连接在一起。
- 如何以一种功能安全的方式部署汽车图形处理器，从而在没有故障的情况下为驾驶员提供数据。
在购买现代汽车时，不到四分之一的人将动力和性能作为主要考虑因素相比之下，有超过三分之一的人的决定因素是舒适度和车内用户体验。这一现实是汽车制造商正在迅速适应的——汽车卓越性能的新战场已经从引擎盖下爬到了驾驶舱内。
许多制造商已经从事这一行业几十年，如果不是几百年的话。在这段时间里，他们已经成为硬件方面的专家，从传动系统到底盘，从BHP到RPM。但在现代和未来的汽车中，如果没有一个华丽的、高性能的前端用户，硬件是不够的。
硅——驱动愿望的新引擎
计算机已经成为汽车操作的各个方面的基石。关于高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统(AD)的讨论很多，但从引擎管理、排放控制到气候和人机界面(HMI)，所有的东西都是由通用图形处理单元(gpgpu)驱动的。
随着对gpu的依赖日益增加，尝试适应通用解决方案是不够的;这些通常有一个不切实际的空间和热需求，侵蚀了占用空间和舒适度。随着电气化的迅猛发展，它们面临的最大问题之一是电力需求不足，这可能会极大地影响未来电动汽车(ev)的里程。
除了这些后勤方面的原因外，还有功能安全的问题。如果游戏的主机或电视的GPU崩溃，没有人会受到伤害。然而，在自主领域，这些问题可能是致命的。行业标准如ISO 26262和众多的ASIL安全级别需要从根本上进行集成和认证，如想象技术”BXS系列汽车图形处理器。(SESB: 1287)
人人为我，我为人人
如果一个坚实的GPU是系统的心脏，那么操作系统就是在车辆上移动数据的命脉。汽车工业在开发一种被普遍采用的操作系统方面已经取得了巨大的进展。自2003年以来，世界上最大的汽车制造商一直在努力汽车开放系统架构(AUTOSAR)。
通过对大量操作系统进行标准化，制造商在允许创新蓬勃发展方面做得很好。当功能设计人员不需要从头开始构建时，这可以减少获得动力和解决互操作性问题所花费的时间。
它还为开发人员提供了一个很好的安全网。他们知道，通过使用虚拟函数总线(VFB)，他们的应用程序或函数将能够与系统的其余部分无缝结合，即使它使用唯一的运行时环境(RTE)。
使用VFB运行多个rte允许有一个接口中心点，这意味着这些系统可以彼此通信。能够接收这些数据输入，处理它们，并将它们传递出去现代汽车的数百个电子控制单元(ecu)需要大量的同时计算。除此之外，VFB将不是GPU需要处理的唯一高数据流应用程序。它还可能同时维护HMI操作系统(OS)，并确保执行对安全至关重要的图形功能。
保持这一切安全流畅运行的最佳方法是使用多核GPU。如果系统中有更多的核，就可以并发处理更多的数据，从而减少延迟。它还允许以独特的方式分割和处理最重要的数据。
一个从一开始就内置了多核和灵活性的GPU可以使用硬件虚拟化来允许多个操作系统和应用程序在需要单独核的地方运行。这意味着，如果GPU的另一个区域出现了短暂的错误，则安全关键系统仍能正常运行。
像AUTOSAR这样的操作系统帮助削减了汽车软件系统的开发成本，但节省下来的钱并没有回到底线。从现在到2030年，ADAS和信息娱乐的发展预计将以每年20%的速度增长这意味着在驾驶舱内呈现一个充满活力、丰富的视觉环境比以往任何时候都重要。
蛋糕上的樱桃
许多客户已经从关注边框的尺寸转向了关注屏幕的尺寸，但尺寸本身并不是区别之处。4K显示器和高动态范围(HDR)内容在过去四五年里的崛起是巨大的。它已经从高端电视走向大众市场和移动电话。消费者也开始期望他们的汽车能达到这种忠诚度。
有了这些额外的像素，GPU的计算需求将呈指数级增长。它将不仅仅是被动的信息显示——许多这些显示将是触控界面，需要精确和响应。研究表明，随着输入延迟的增加，在显示器上执行的任务的准确性也会增加。
这不仅会给用户带来不便，还会带来安全风险，因为输入延迟会导致注意力从道路上转移。驾驶舱显示器的另一个安全关键元素是表盘和集群。以前这些是昂贵的，难以设计的机械集群，现在它们正逐渐完全数字化。像当前速度、齿轮指示和危险指示灯这样的东西必须正确地呈现，并且不能容忍输入延迟。
为了保证所有设备的平稳和安全运行，有一些思想流派在不断发展，包括使用独立的gpu来驱动刻度盘和独立于其他系统的集群，甚至在数字面板后面安装物理警示灯的混合解决方案。
从设计和成本的角度来看，这可能会受到限制，需要更多的gpu或限制用户界面(UI)显示表盘的方式。另一种方法是采用tile region protection (TRP)技术BXS GPU的特色．它可以分割和标记屏幕的区域作为安全关键，这样无论系统条件如何，它们都将被给予渲染优先级，从而保持最新的信息。
在帧速率和延迟方面，执行整个显示渲染的第二遍可能非常昂贵，这是不可接受的。TRP将屏幕分解为一系列瓷砖，然后根据其内容在屏幕上分配瓷砖作为安全关键(图1)．
通过在渲染时只要求对屏幕的某些安全关键区域进行自检，性能影响可以忽略不计。这个系统的另一个优点是它允许动态显示在表盘和集群中。用相同的数据图1在美国，如果司机把显示器换成诸如胎压之类的显示器，TRP仍能正常工作(图2)．在识别和验证安全关键信息的同时，它将允许UI进行易用性优化。
看看这个视频，看看这个技术在实践中的例子:
就像聪明人把房子建在岩石上
人机界面和信息娱乐系统是驾驶员进入车辆后首先映入眼帘的东西，通常也是他们记忆中的最后一件事。在以汽车为中心的高效、高性能的图形处理器的帮助下，汽车制造商每天都在改善这些体验。
