原创 Aglaia's Blackfin?-based "Electronic Eye" Warns Dr

近一个世纪以来，新司机总会被警告应该“检查盲点”，即司机不容易在汽车返光镜里看到的道路部分。事实上，安全驾驶意味着需要对大量汽车及其周围环境信息的监测、分析和响应。2004年，估计仅在美国就有8,116,000次车祸发生，这种情况要求发展更智能的辅助驾驶技术成为重中之重。

德国的Aglaia GmbH 公司开发上市的汽车驾驶员辅助视觉传感器系统，具有防止交通事故发生和改善交通流量的功能。该公司的实时电子眼方案由硬件和软件组成，它模仿了人类从眼球（图像捕捉）到大脑（图像分析和阐释）的视觉系统。Aglaia的系统能够通知驾驶员前方的交通标志，对潜在的交通冲突发出警告，自动限速，当驾驶员驶出车道线时发出警告。该系统甚至可以提供“疲劳分析”帮助驾驶员避免碰撞。

Aglaia的完整解决方案包括摄像头，图像传感器和图像处理算法。交通分析应用程序包括可软件配置的功能模块，例如车道线识别、物体识别、交通标志识别、头灯及尾灯识别。运行于PC技术的这个应用软件，专为汽车应用而优化，可以实时处理捕捉的视频图像。

Aglaia系统的核心部分是四个ADI的 Blackfin?ADSP-BF561处理器, 每个处理器都有两个600MHz的内核。经过对现有解决方案的全面市场调研，因为Blackfin具有高性能、低成本、低功耗和丰富I/O接口的优势，Aglaia最终选择了该款处理器。尽管是在经济性不是关键要素的非日用品市场上，Blackfin ADSP-BF561处理器一样使得Aglaia降低了成本且缩短了上市时间。

视觉传感器
现代的汽车使用电子元件主要是为了改善安全性和防止事故，同时也增加了驾驶舒适性，Aglaia的研发同这种趋势是一致的。该公司相信下一步的技术走向是使用基于摄像头的视觉传感器系统。实际上，包括转动的摄像头、夜视系统、车道偏离预警和交通标志识别在内，没有视觉传感技术是不可能实现的。

大部分处理是通过适用于汽车应用的PC技术来实现的，这种技术是一个“技术平台”或"TEPLA"--Aglaia的低成本电子控制单元(ECUa)。该单元内嵌四个ADI的Blackfin ADSP-BF561处理器，提供总共4.8 GHz的处理能力，并可以扩展到每板上有6个处理器。插两条TEPLA可以加倍处理性能。

Aglaia的系统由一系列产品组成，其中包括专门为道路车辆开发的坚固耐用的CMOS摄像头。该摄像头通过火线与Aglaia的TEPLA连接。反过来，TEPLA可以连接到收集汽车传感器系统数据的CAN总线，所有的辅助驾驶系统数据采集和记录都通过这种方式实现。图像信号用数字格式通过LIN总线传输。MobileScope是Aglaia系统的另一个产品，用来记录、阐释并结合传感器数据和CAN总线数据再现来自摄像头的视频数据。Aglaia同样提供了一个可以伸展到汽车前座靠头位置的平板显示屏，以及一个工业尺寸的键盘和轨迹球鼠标。

因其速度而构建
Aglaia选择Blackfin，因为它提供了极高的性能和极低功耗。Aglaia需要在大约3A电流左右消耗少于20W的能量在一个单芯片上，包括嵌入式微控制器和信号处理器的消耗。包含三个600MHz双核的BF561器件的1.2V设计产品只消耗不到1A的电流，很容易满足Aglaia的20W限制的要求。

ADSP-BF561处理器是Blackfin产品家族中的一个高性能成员，它包括两个独立的ADI处理器，每个处理器包含一个双乘法累加器信号处理机，一个类RISC指令集，和在单指令集结构下的SIMD多媒体处理。Blackfin处理器处理特点的独特组合减少了单独的数字信号和控制处理器的需要，从而减少了物料成本，同时极大地简化了软硬件开发任务。Blackfin处理器同时提供了全面的电源管理方案，独特的低功耗（3A时Blackfin最大消耗10W）和低电压设计（Blackfin可以由低于2V的外部电压供电），减少了整体的电源消耗。

Aglaia TEPLA内部的四个Blackfin ADSP-BF561处理器可以在低阶算法上协同运算，比如可以很容易地实现边缘检测，因为他们属性相同从而可以高效合成。这些处理器同样可以在高阶算法上协同运算，这种应用一般是指需要这些高性能信号处理器发挥所有能力才能解决的问题。同时包括实时算法，如需要根据摄像头提取的道路和斑马线特征计算出车辆的前方和侧面相对位置。曲线检测算法可以自动处理由车辆、信号标志、光斑或者阴影，或者低图像对比度造成的盲区，这么复杂的高强度数学运算，只有一个像Blackfin这样的高性能信号处理器才可以完成任务。同样的，对根据来自两个摄像头的数据三角相关来检测道路上的物体和/或在三维空间上相对于车辆的位置的情况，同样需要一个高性能的信号处理器。Blackfin提供了可伸缩的处理性能用于图像处理和其他任务，比如在TEPLA和摄像头传感器网络之间通过CAN总线和LIN总线通信。

Aglaia选择Blackfin的另外一个重要原因是它的I/O，存储器，并行数据端口（PPIs）和直接内存存取（DMA）特点。Blackfin处理器拥有大容量片上存储器和I/O接口，能够满足高速帧抓取和数据传输需要，同时它能够在推荐温度范围内工作。这是Aglaia在这个价位上发现的适于汽车应用的第一款处理器。

Blackfin ADSP-BF561处理器自带328 K字节片上存储器并提供两个并行数据端口（PPI），可以直接连接并行A/D和D/A转换器或其他通用外设。Blackfin ADSP-BF561处理器同样含有多个独立DMA控制器，支持数据自动传输从而使处理器内核的负担最小化，它还有两个双通道全双工同步串行口。Blackfin能够在-40°C ～ 85°C的环境温度下工作，适用于工业环境。

Aglaia的TEPLA拥有由6个IEEE 1394b火线端口组成的三条独立总线，用于连接摄像机和其他设备。TEPLA还包括三个CAN总线接口和一个LIN总线接口，用于直接数据处理。TEPLA有一个以太网接口，使两个TEPLA模块可以插到一起，还有一个可选的USB接口。该系统的特点是加固设计和低功耗操作。

Aglaia使用ADI公司的Visual DSP++，一个容易安装、使用方便的集成软件开发和调试环境（IDDE），对工程从头至尾高效管理。ADI提供了一个包含编译器、连接器和调试器的超高性能的工具链。Aglaia同样采用了ADI的基于PCI的JTAG仿真器接口来加速应用开发。

由于Aglaia公司产品的模块化特征，它的图像处理解决方案可以用于交通流量分析和其他应用领域。该技术也很好地适用于安全和生物识别技术。它们的软件包括在微生物应用中经常使用的彩色图像分析模块。因为Blackfin具有很好的性价比，Aglaia预测将来会有更多更新的应用移植到TEPLA上。反过来，Aglaia会从ADI寻找可以支持更大内部存储器、更多I/O端口甚至更快处理速度的新处理器。