有數據顯示，現在購買汽車時將動力和性能視為關鍵考慮因素的人還不到四分之一 ，而超過三分之一的人則認為舒適性和車內用戶體驗是決定因素。汽車制造商們也快速接受了這一現實，汽車的新戰場已經從引擎蓋下悄悄地進入駕駛艙。許多制造商從事這項業務已有幾十年甚至幾百年了。在此期間，他們已成為硬件專家，從傳動系統到底盤，從BHP到RPM。但在現代及未來的車輛中，沒有華麗、高性能的用戶前端，僅憑硬件是不夠的。
芯片，驅動需求的新引擎
計算機已經成為汽車運行各個方面的基石。關于高級駕駛輔助系統 （ADAS） 和自動駕駛 （AD） 的討論很多，從發動機管理和排放控制，到氣候和人機接口 （HMI） 的所有內容都由通用圖形處理單元 （GPGPU） 提供動力。隨著對GPU的日益依賴，僅僅嘗試適應通用解決方案是不夠的，這些解決方案往往具有不切實際的空間和熱要求，侵蝕了空間占用和舒適性。隨著電氣化進程迅猛發展，他們最大的問題是低效的電力需求，這可能會極大地影響未來的電動汽車（EV）。
除了這些原因，以汽車為重點的GPU，還面臨功能安全問題。如果游戲機或電視 GPU 崩潰，沒有人會受傷，但在駕駛空間中，這些問題可能是致命的。行業標準，如ISO 26262和眾多的ASIL安全級別，需要從一開始就進行集成和認證，如Imagination Technologies BXS系列汽車GPU。
一切都是為了操作系統
如果一個強大的GPU是系統核心，那么操作系統就是車輛周圍移動數據的命脈。汽車工業在開發普遍采用的操作系統上邁出了巨大的步伐。世界上最大的汽車制造商一直致力于汽車開放系統體系結構（AUTOSAR）的開發。通過標準化大塊的操作系統，制造商做了大量工作實現創新。當功能設計人員不需要從零開始構建時，這可大大節省為克服互操作性難題所需的時間。它還為開發人員提供了一個極好的安全網，讓他們知道，通過使用虛擬功能總線（VFB，Virtual Function Bus），他們的應用程序或功能將能夠與系統的其余部分無縫地嚙合，即使使用獨特的運行時環境（RTE）。使用虛擬功能總線（VFB）運行多個 RTE，允許使用中央接口點，這意味著這些系統可以相互通信。為了能夠接收這些數據輸入，對其進行處理，并將其傳遞給現代車輛中的數百個電子控制單元（ecu），需要大量的同時計算。虛擬功能總線不會是 GPU 需要處理的唯一高數據流應用程序，GPU還可以同時維護 HMI 操作系統 （OS），并確保執行安全關鍵圖形功能。為了保證這一切的安全和順利運行，最好的方法是使用多核GPU。隨著系統中有了更多的核，就可以同時處理更多的數據，以最大限度地減少延遲。它還允許獨特的方式來分割和處理最重要的數據。從一開始就具有多核和靈活性的GPU可以使用硬件虛擬化來允許多個操作系統和應用程序在不同的核上運行。這意味著，如果 GPU 的另一個區域出現瞬時錯誤，則安全關鍵系統仍能正常工作。
像AUTOSAR這樣的操作系統已經幫助削減了汽車軟件系統的開發成本，但是節省的成本還有限。從現在到 2030 年，ADAS 和信息娛樂發展預計每年將增長 20%， 這說明在駕駛艙中呈現充滿活力、豐富的視覺環境變得前所未有的重要。
蛋糕上的櫻桃
我們已經討論了客戶如何從關心輪輞的英寸，到屏幕的英寸，但大小本身并不是區分的標準。在過去 4-5 年中，4K 顯示器和高動態范圍 （HDR） 內容的興起非常重要。它已經從高端電視走向大眾市場和手機。消費者也開始期望他們的車輛達到這樣的逼真度。這些額外的像素使GPU計算需求將呈指數級增長。它也不會只是被動信息顯示，其中許多顯示器將是觸摸式界面，需要精確和快速響應。研究表明，隨著輸入延遲的增加，顯示屏上執行任務的準確性則會降低。這不僅非常不便，會降低用戶體驗，它還構成了安全風險，輸入滯后導致的分心和挫折感可能將注意力遠離道路。駕駛艙顯示屏的另一個關鍵元素是刻度盤和儀表盤。以前這些設備價格高昂，難以設計，現在正變得越來越數字化。必須正確渲染當前速度、齒輪指示燈和危險燈等內容，并且不能容忍輸入延遲。為了保持一切順利和安全運行，使用單獨的GPU成為新的解決方案之一，它為刻度盤與儀表盤提供獨立于其他系統的驅動力，甚至在數字面板后面使用帶有物理警示燈也成為綜合解決方案。從設計和成本的角度來看，這些可能會受到限制，需要更多的GPU，或限制撥號用戶界面（UI）呈現的方式。另一種方法是使用分塊區域保護 （TRP），這是 BXS GPU 中采用的一種技術，可以將屏幕區域分割并標記為安全關鍵區域。無論系統狀況如何，TRP都將給予它們優先級，從而保持最新的數據信息。
就像一個聰明人把房子建在巖石上
HMI 和信息娛樂系統是駕駛員進入車輛時最先接觸到的事物，也是他們最難忘的體驗經歷。在以汽車為中心、高效、高性能GPU的幫助下，汽車制造商每天都在不斷優化和改善這些體驗。
英文鏈接：
https://www.electronicdesign.com/markets/automotive/article/21159206/imagination-technologies-from-ip-to-eye-level-the-layers-of-an-automotive-system