在新冠疫情期間，我們見證了很多不同尋常的事，其中之一就是供應(yīng)鏈困局可能會給很多人帶來影響。尤其是汽車行業(yè)的供應(yīng)鏈?zhǔn)謴?fù)雜?，F(xiàn)在即便是普通消費者也知道半導(dǎo)體芯片對當(dāng)今日益智能的汽車有多重要，如果芯片供不應(yīng)求，汽車就無法生產(chǎn)。

他們可能不太了解的是，F(xiàn)PGA在當(dāng)今最新的汽車設(shè)計中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。事實上，對于技術(shù)先進(jìn)的汽車來說，采用多達(dá)10-12片F(xiàn)PGA的情況并不少見，它們通常是不同類型的，并執(zhí)行一系列重要功能。

從當(dāng)今的架構(gòu)靈活過渡到新興的區(qū)域性架構(gòu)
例如，汽車上越來越多的攝像頭和其他視覺傳感器就是FPGA的一個很具代表性的應(yīng)用，它們可以控制來自車載攝像頭的信號并傳輸?shù)杰囕v的主要計算單元，通常是某種類型的SoC。FPGA的橋接功能允許多個高分辨率攝像頭在其所處位置附近（例如前或后保險杠）將信號組合或多路復(fù)用在一起，然后在信號到達(dá)SoC時進(jìn)行分離或解復(fù)用。

許多現(xiàn)代汽車開始采用這些區(qū)域性架構(gòu)，其中傳感器、計算和互連元件被組合成不同的計算“區(qū)域”，然后將來自不同區(qū)域的結(jié)果發(fā)送到主SoC。這些連接面臨的挑戰(zhàn)之一是不同車輛之間它們各不相同。雖然許多攝像頭和一些傳感器（如雷達(dá)和LiDAR）使用MIPI標(biāo)準(zhǔn)，但其他車內(nèi)的互連通常使用高速SERDES（串行器/解串器）來實現(xiàn)更長距離的連接。最重要的是，有些系統(tǒng)還使用較舊的汽車標(biāo)準(zhǔn)，包括LIN（本地互連網(wǎng)絡(luò)）總線、CAN（控制器局域網(wǎng)）總線，甚至汽車以太網(wǎng)。設(shè)計得當(dāng)?shù)腇PGA可以在所有這些不同的連接類型中使用，甚至可以作為不同標(biāo)準(zhǔn)之間互通的橋梁。

實時網(wǎng)絡(luò)連接和馬達(dá)控制
除了互連功能外，F(xiàn)PGA的另一個主要優(yōu)點是它們每次都能以低延遲和確定的速率執(zhí)行信號處理和分析。在實時應(yīng)用中，例如輔助駕駛，或者僅僅是操控車輛，這種一致性對于汽車的性能和功能都至關(guān)重要。
例如，在電動/混合動力汽車中，由于FPGA支持高性能PWM（脈寬調(diào)制），它們可以用于微調(diào)電機控制、功率轉(zhuǎn)換和逆變器，所有這些都有助于最大限度地提高功率和效率，延長車輛的續(xù)航里程。

最低功耗和最小尺寸
除了?FPGA功能方面的優(yōu)勢之外，某些?FPGA?還具有一些固有的特性，使其非常適合汽車應(yīng)用。首先，由于電動汽車（EV）使用電池作為動力，低功耗是需要考慮的重要因素，因此萊迪思半導(dǎo)體的低功耗FPGA非常適合這項任務(wù)。
除了專注于低功耗之外，萊迪思還提供廣泛的FPGA產(chǎn)品組合，支持行業(yè)領(lǐng)先的小型封裝和廣泛的處理能力，包括ECP系列、MachXO系列和基于萊迪思Nexus平臺的FPGA產(chǎn)品。萊迪思還提供一些擁有最高密度I/O（輸入/輸出）的器件，實現(xiàn)更高的靈活性和適應(yīng)性，這也是汽車市場的另一個重要指標(biāo)。

安全、動態(tài)、實時的解決方案帶來網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)機制
安全性和可靠性對于任何汽車應(yīng)用都至關(guān)重要。事實上，汽車行業(yè)有幾個嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來滿足車輛安全穩(wěn)定運行的要求。例如，ISO?26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)要求組件不僅要符合汽車環(huán)境的物理要求，包括在極端溫度范圍內(nèi)可靠運行——還要具有能夠連續(xù)安全運行的軟件。萊迪思Diamond軟件用于設(shè)計MachXO和ECP系列產(chǎn)品的功能，已通過ISO?26262認(rèn)證。

除了這些認(rèn)證外，萊迪思基于Nexus平臺的FPGA本身還提供保護(hù)功能，防止軟失效（由α粒子輻射等環(huán)境因素引起），這類失效可能會導(dǎo)致計算不準(zhǔn)確。基于Nexus的產(chǎn)品采用28納米FD-SOI工藝制造，與其他標(biāo)準(zhǔn)的FPGA相比，軟失效可降低100倍，可靠性極高。

數(shù)字安全也正成為汽車設(shè)計中越來越重要的一部分，特別是如今汽車已經(jīng)發(fā)展為“車輪上的計算機”，數(shù)字設(shè)備上出現(xiàn)的黑客攻擊同樣可能發(fā)生在汽車上。事實證明，F(xiàn)PGA已經(jīng)在服務(wù)器等應(yīng)用中執(zhí)行強大的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)功能，同樣的應(yīng)用也正在進(jìn)入汽車世界。

隨著汽車行業(yè)繼續(xù)向電動汽車過渡，ADAS/自動駕駛功能的升級以及區(qū)域性架構(gòu)的普及，F(xiàn)PGA提供了一個理想的平臺。作為汽車設(shè)計的關(guān)鍵組件，F(xiàn)PGA固有的可編程性使它們能夠適應(yīng)各種不斷變化的需求，為現(xiàn)代車輛提供關(guān)鍵的（通常也是不可見的）功能。?