隨著中高端汽車市場的快速發展，以及各國政府和民眾安全性意識的大幅提升，曾經服務於小眾高端市場的高級駕駛員輔助係統（ADAS）技術獲得了快速發展的動力，特別是隨著平台和解決方案成本的下降，ADAS應用及傳感平台的配備已經從高端汽車向中端甚至入門級汽車車型中快速滲透。對於汽車OEM廠商來說，在被動安全係統以及信息娛樂設備、ABS
、ESP等已成為當前汽車電子標配設備之後
，ADAS這類先進的主動安全係統還可作為產品差異化的增值亮點。

據IHS isuppli公司的汽車研究專題報告
，2011年自適應巡航控製係統（ACC）、車道偏離警告（LDW）和側麵物體探測（SOD）等三大ADAS技術的營業收入合計達到16.5億美元
，比2010年大增57%。2012年增長勢頭更為強勁，合計營業收入將增加到26.9億美元，增長高達63%。

 “在如圖1所示的汽車安全技術應用領域中，從識別


、預測
、到預防環節，ADAS係統都可以發揮用武之地，可極大改善汽車安全性和防止事故，同時也可增加駕駛舒適性。”ADI公司大中華區汽車電子高級經理李防震表示，“ADI正是看好ADAS在全球和中國汽車市場的前景，專門在印度成立了一個方案研發團隊，已開發出一係列ADAS參考設計方案和底層算法
，並通過國內的第三方公司進行二次開發，可免費提供給客戶

，降低成本的同時幫助客戶大幅縮短設計周期。”


基於視覺的ADAS對信號處理的要求

前文提到ADAS三大主流應用之一的車道偏離警告（LDW）技術可監測汽車在車道內的橫向運動，當汽車可能超過車道線時

，向駕車者發出警告。這種係統技術就是基於視覺（攝像頭）的ADAS係統的一種具體實現。

事實上基於視覺的ADAS通過發揮攝像頭識別作用，可以從多方麵大大提高行車安全性。通過安裝後視/前視/側視攝像頭和視覺處理ECU，可以實現多種功能來幫助駕駛員提前防範風險。研究報告稱，目前有70%的汽車具備後視功能
，30%的高檔汽車具備前視功能
，到2015年這一比例預計會達到60%，因此基於視覺的ADAS會比基於雷達的ADAS係統（更側重在目標檢測）更快地在中低端汽車市場普及開來。

 “目前比較受歡迎的應用包括車道偏離告警（LDW）、遠光近光調整（HB/LB）、交通標誌識別（TSR）
、行人檢測（PD）、停車輔助
、後視/環視、防撞預警等。但由於車型或對市場的理解不同
，不同汽車OEM廠商的視覺ADAS應用係統功能定位有一定差異
，因此對數字信號處理芯片平台規格需求也會有一定差異。”ADI的李防震介紹說。


圖2展示了基於視覺的ADAS係統主信號鏈，主要包括模擬視頻傳輸、編碼、傳輸、解碼、處理和顯示這幾部分。李防震分析道：“由於攝像頭分辨率趨向於 越來越高

，數量越來越多，每個係統的功能數量不斷增多，所有這些趨勢都提高了對DSP器件的性能要求。與此同時
，對信號處理功耗成本比的要求則更嚴苛。”

專門針對ADAS應用的處理器和免費設計資源

麵對這些趨勢和需求，ADI公司目前可提供專門針對ADAS應用的Blackfin處理器係列和成熟可靠的高性能視頻處理解決方案


，適用於從單功能到多功能的各種基於視覺的ADAS係統。為滿足不同汽車OEM客戶的需求，ADI提供了從處理速度（從400MHz到1GHz不等）
、內存、接口等方麵有所不同的產品選型。此外，ADI還提供配套使用的品種豐富
、性能優異的視頻解碼器/編碼器、視頻多路複用器/開關和視頻放大器等主信號鏈元器件。

全球市場上，主要汽車供應商和OEM廠商都在利用ADI公司的領先高性能信號處理技術，在客車上實施並部署各種基於雷達和視覺的ADAS係統。據悉，在中國市場，基於視覺的ADAS係統如提供路線偏差告警
、交通標誌識別
、智能前燈控製、物體檢測/分類
、行人檢測等功能的開發項目已有若幹廠商在開展，但基於雷達的ADAS係統（還可提供前/後停車幫助、安全車距預警、車道變換輔助
、盲點檢測、自適應巡航等功能）還鮮有人跟進。

李防震透露，中國ADAS開發客戶常選的Blackfin型號為ADSP-BF561
、ADSP-BF549或ADSP-BF534。這些產品均符合ISO 26262標準定義的ASIL（汽車安全完整性等級）規範
，支持汽車安全概念。而由ADI專門團隊開發出來的優化的Blackfin編譯器和圖像處理工具 箱（ITB）底層算法庫能夠最大程度地提高運行效率和MIPS。而基於軟件的架構有助於用戶推出與眾不同的產品。

其中，ITB包含一整套軟件模塊形式的圖像處理代碼，兼容MISRA-C，針對Blackfin處理器進行了優化。ITB產品功能包括：色彩轉換
；圖像濾波器，如卷積、索貝爾（Sobel）和相關等；形態運算
，如侵蝕和膨脹等

；矩陣運算；圖像濾波器；線性代數；估計器，如卡爾曼濾波器等；金字塔；ADAS模塊，如霍夫變換、2D積分圖像和魚眼校正等。

另外，ADI提供的設計資源還包括ADSP-BF53x/ADSP-BF54x/ADSP-BF561評估板EZ-KIT Lite
；Blackfin DSP集成開發環境：Visual DSP++和CCES

；視頻解碼器
、編碼器/DAC、視頻放大器
、視頻多路複用器等的評估板。“算法庫源代碼
、評估板等設計資源ADI均可免費提供給客戶

，這是ADI ADAS解決方案的一大優勢
，而競爭對手的評估板是要付費的
，代碼也不會免費開放。”李防震表示。

而ADI最近推出的新一代雙核、1GHz處理能力的Blackfin處理器ADSP-BF608和ADSP-BF609針對嵌入式視覺應用進行了優化，並均配備一個稱為“流水線視覺處理器（PVP）”的高性能視頻分析加速器。PVP由一組可配置的硬件處理模塊構成，設計用於加速多達5個並行圖像算法
，從而實現極高的分析性能。這些處理器將是未來 ADAS係統應用的又一理想之選。

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典型案例：Aglaia駕駛員輔助視覺傳感器係統

德國Aglaia GmbH公gong司si已yi上shang市shi的de汽qi車che駕jia駛shi員yuan輔fu助zhu視shi覺jiao傳chuan感gan器qi係xi統tong，具ju有you防fang止zhi交jiao通tong事shi故gu發fa生sheng和he改gai善shan交jiao通tong流liu量liang的de功gong能neng。這zhe種zhong實shi時shi電dian子zi眼yan方fang案an由you硬ying件jian和he軟ruan件jian組zu成cheng，它ta模mo仿fang了le人ren類lei從cong眼yan球qiu（圖像捕捉）到大腦（圖像分析和闡釋）的(de)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)。它(ta)能(neng)夠(gou)通(tong)知(zhi)駕(jia)駛(shi)員(yuan)前(qian)方(fang)的(de)交(jiao)通(tong)標(biao)誌(zhi)

，對(dui)潛(qian)在(zai)的(de)交(jiao)通(tong)衝(chong)突(tu)發(fa)出(chu)警(jing)告(gao)，自(zi)動(dong)限(xian)速(su)，當(dang)駕(jia)駛(shi)員(yuan)駛(shi)出(chu)車(che)道(dao)線(xian)時(shi)發(fa)出(chu)警(jing)告(gao)。該(gai)係(xi)統(tong)甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)“疲勞分析”幫助駕駛員避免碰撞。

Aglaia的完整解決方案包括CMOS攝像頭、圖像傳感器和圖像處理算法。交通分析應用程序包括可軟件配置的功能模塊
，例如車道線識別

、物體識別、 交通標誌識別
、頭燈及尾燈識別。運行於PC技術的這個應用軟件
，專為汽車應用而優化，可以實時處理捕捉的視頻圖像。堅固耐用的CMOS攝像頭通過IEEE 1394b火線與Aglaia的低成本電子控製單元（ECU）電路板TEPLA連接。反過來，TEPLA可以連接到收集汽車傳感器係統數據的CAN總線。

Aglaia係統的TEPLA板內嵌四個Blackfin  ADSP-BF561處理器
，每個處理器都有兩個600MHz的內核

，提供總共4.8 GHz的處理能力，並可以擴展到每板上有6個處理器。插兩塊TEPLA可以加倍處理性能。經過對現有解決方案的全麵市場調研，因為Blackfin具有高 性能

、低成本
、低功耗和豐富I/O接口的優勢
，Aglaia最終選擇了該款處理器。

I.低功耗

Aglaia當初的設計規格是要求係統整體在大約3A電流左右消耗少於20W的能量，而且要求在一個單芯片上包括嵌入式微控製器和信號處理器。包含BF561器件的1.2V設計產品隻消耗不到1A的電流
，很容易滿足Aglaia的係統功耗限製的要求。

II.高性能

Aglaia TEPLA內部的四個ADSP-BF561處(chu)理(li)器(qi)可(ke)以(yi)在(zai)低(di)階(jie)算(suan)法(fa)上(shang)協(xie)同(tong)運(yun)算(suan)，比(bi)如(ru)可(ke)以(yi)很(hen)容(rong)易(yi)地(di)實(shi)現(xian)邊(bian)緣(yuan)檢(jian)測(ce)
，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)屬(shu)性(xing)相(xiang)同(tong)從(cong)而(er)可(ke)以(yi)高(gao)效(xiao)合(he)成(cheng)。這(zhe)些(xie)處(chu)理(li)器(qi)同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)在(zai)高(gao)階(jie)算(suan)法(fa)上(shang)協(xie)同(tong)運(yun)算(suan)
，這(zhe)種(zhong)應(ying)用(yong)一(yi)般(ban)是(shi)指(zhi)需(xu)要(yao)這(zhe)些(xie)高(gao)性(xing)能(neng)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)器(qi)發(fa)揮(hui)所(suo)有(you)能(neng)力(li)才(cai)能(neng)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。同(tong)時(shi)包(bao)括(kuo)實(shi)時(shi)算(suan)法(fa)，如(ru)需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)攝(she)像(xiang)頭(tou)提(ti)取(qu)的(de)道(dao)路(lu)和(he)斑(ban)馬(ma)線(xian)特(te)征(zheng)計(ji)算(suan)出(chu)車(che)輛(liang)的(de)前(qian)方(fang)和(he)側(ce)麵(mian)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)。曲(qu)線(xian)檢(jian)測(ce)算(suan)法(fa)可(ke)以(yi)自(zi)動(dong)處(chu)理(li)由(you)車(che)輛(liang)、信號標誌、光斑或者陰影，或者低圖像對比度造成的盲區，這麼複雜的高強度 數學運算，隻有像Blackfin這樣的高性能信號處理器才可以完成任務。

同樣的，對根據來自兩個攝像頭的數據三角相關來檢測道路上的物體和/或在三維空間上相對於車輛的位置的情況

，也需要一個高性能的信號處理器。Blackfin提供了可伸縮的處理性能用於圖像處理和其他任務
，比如在TEPLA和攝像頭傳感器網絡之間通過CAN總線和LIN總線通信。

III.豐富的I/O接口

Aglaia選擇Blackfin的另一個重要原因是它的I/O、存儲器、並行數據端口（PPI）和直接內存存取（DMA）特點。Blackfin處 理器擁有大容量片上存儲器和I/O接口，能夠滿足高速幀抓取和數據傳輸需要，同時它能夠在推薦溫度範圍內工作。這是Aglaia在這個價位上發現的適於汽車應用的第一款處理器。

ADSP-BF561處理器自帶328 K字節片上存儲器並提供兩個PPI，可以直接連接並行A/D和D/A轉換器或其他通用外設。該處理器同樣含有多個獨立DMA控製器，支持數據自動傳輸從而使處理器內核的負擔最小化，它還有兩個雙通道全雙工同步串行口。

IV.簡便易用的開發和調試工具

Aglaia使用ADI公司的Visual DSP++，一個容易安裝、使用方便的集成軟件開發和調試環境（IDE），對工程從頭至尾高效管理。ADI提供了一個包含編譯器、連接器和調試器的超高性 能的工具鏈。Aglaia同樣采用了ADI的基於PCI的JTAG仿真器接口來加速應用開發。

V.高性價比

ADSP-BF561處理器雙核獨特組合減少了對單獨的數字信號和控製處理器的需要
，從而減少了物料成本，同時極大地簡化了軟硬件開發任務。因為 Blackfin具有很好的性價比
，Aglaia預測將來會有更多更新的應用移植到TEPLA上，如交通流量分析、安全和生物識別等。反過 來，Aglaia會從ADI尋找可以支持更大內部存儲器、更多I/O端口甚至更快處理速度的新一代Blackfin處理器。


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