原创 汽车视频应用需要GDC（转载）

汽车电子应用在不断发展，驾驶安全性要求在不断提高，向车内传达信息的环境（如车载导航仪、仪表板液晶化、前方显示器和后座显示器、后方确认用摄像机）也在逐渐发生变化。此外，整合传统仪表板显示信息（如速度、油量和其他信息等）与地图、音乐信息等娱乐系统输出的视频内容的需求越来越多。美国还通过了立法要求汽车制造商改进汽车的后视功能，这推动了市场对汽车摄影机为驾驶者提供视觉辅助的需求。

GDC的作用越来越明显

我觉得，在这种情况下，必须找到一种方法让各种信息以最佳形式呈现在显示器上。为此，基于图形显示器控制器（GDC）的解决方案的出现引起了汽车界的广泛关注。GDC可以提高显示器的环境功能，利用视频收集信息提供给驾驶者。在视频收集和处理过程中，GDC也扮演着越来越重要的角色。

以我的理解，GDC实现的附加值之一是信息显示的三维化。例如，三维显示的车载导航仪的地图信息可以使地标建筑物立体化，比二维车载导航仪更加直观；GDC还可以用于分层次重叠显示丰富多彩的信息，对后方摄像机拍摄的影像进行必要的补偿等。利用这些特性可以开发出许许多多的应用。

典型的GDC方案

我记得，在今年3月初，富士通半导体就推出了一个名为Emerald的系列GDC芯片。随着这款芯片的面市，我们也终于可以看到了360°的环绕式全景视频，虚拟集群应用也因此有了更大的灵活性。对汽车视频应用来说，这应该是是一个令人激动的消息。

那么，Emerald系列采用了怎样的技术？利用了什么原理？能够为汽车视频应用乃至驾驶者带来哪些好处？还是让我们来看个究竟吧。

其实，Emerald就是一个典型的GDC，采用了富士通半导体开发的先进环绕视图（wrap-around view）新技术，它是一种全新的驾驶者视觉援助方法。其原理看上去并不复杂，是利用4个摄像机获取图像，并以一种组合方式显示出来，就像是鸟瞰的效果。

三维虚拟投影和角度插补

富士通的工程师的确很有创意，他们把来自几个摄像机的视频图像无缝地结合在一起，并把图像投射到一个虚拟的三维曲面上。利用三维虚拟投影技术，他们把这个表面上的图像转换成所需的任意观察角度（point-of-view）。工程师通过使用这种特殊的方法使图像显示失真大大下降。这样得到的图像印象真的不同于来自传统系统的效果。它更容易让驾驶者通过仪表板显示器、中央显示器和抬头显示器的高清晰度图像发现汽车内部和周围的情况，尤其是障碍物。直观的方式既向驾驶者传递了各种信息来提升驾驶安全性，又支持环保驾驶，减少燃油消费。

谈到技术，不能不说说它采用的角度插补（interpolation）技术。正是这一技术改变了观察角度。一个非常诱人的功能是，当显示的内容从一个图像切换到另一个图像时，驾驶者的视线可以平稳过渡。汽车模型也可以呈现出环绕式的图像。呈现出的汽车模型和插补技术的结合可以确保驾驶者不会迷失方向，并一眼就能发现他们要找的方向。环绕式视图结合所呈现的汽车模型，可以对车辆周围的障碍比例进行精确的测量。由于系统延迟很小，因此这个系统对驾驶安全来说无疑是一个福音。

芯片细节

如果你是一位汽车应用的开发人员，看了我以上的介绍肯定不够过瘾，因为没有具体的细节，想使用这个芯片也难。下面我就介绍一下已经上市的MB86R11 Emerald-L芯片的一些特点，但愿对想要以其开发汽车应用系统的人士有一些帮助。

MB86R11的新功能可谓一应俱全。事实上，MB86R11是一款单芯片系统LSI，这款处理器的核心是基于高性能的ARM? Cortex?-A9内核的SoC，其中还集成了一个ARM-Neon-SIMD引擎。对微控制器设计师来说，使用业界通用的处理器内核IP显然可以快速上手。采用ARM这样的通用内核IP使得微控制器厂商可以为新用户尤其是迁移用户提供相对低的进入门槛。

MB86R11的四路视频输入端口和多达3路显示输出端口，可以同步处理各种不同的视频图像，各种外设接口可以满足汽车应用的要求。MB86R11能够支持多达四路高分辨率输入功能。利用MB86R11可以实现基于单芯片的3D监视系统，系统可以实时合成和转换来自安装在汽车前、后、左、右四个照相机的汽车周围场景照片。

MB86R11支持高达1Gbyte、DDR2 800或DDR3 1066 RAM和NAND，当然还有NOR和管理型NAND闪存，这为完美实现其各种功能做了很好的铺垫。

MB86R11的优点还不只这些，其多达8层的多层概念和3个独立的显示控制器，有助于基于OpenGL ES2.0进行非常灵活和优先的图形渲染。其卓越的渲染性能使其他汽车应用图像显示芯片望其项背。

符合各种规范也是必不可少的，MB86R11就是这样，支持各种汽车标准资源和通信协议CAN、MediaLB?（媒体本地总线）和以太网。

Emerald系列所具备的其他一些功能也将在车载信息娱乐方面大展身手。例如，四个视频输入端口可以同时处理不同的视频图像，支持高达1280 x 720像素的分辨率、缩放功能、将运动图像从隔行扫描格式转换到逐行扫描格式，从而生成最小噪声的图像。数字电视图像当然也在其中。Emerald系列内置的专用视频处理引擎可进行边缘增强、色彩校正和背光调整，并可提高夜间拍摄视频的对比度，以获得更高品质的视频图像。另外，背光亮度会根据视频流数据自动进行调整，充分考虑到了节省电力。

现在就可以拿到

想要采用Emerald系列进行系统开发的同仁们，现在就可以拿到两款芯片，一款是Emerald-L MB86R11，另一款是Emerald-P MB86R12，两款芯片几乎相同，只是后者多了一个Inova Semiconductors的APIX? 接口。我听说，下半年富士通半导体还有一款Emerald-P工程样片上市。

值得一提的是，Emerald系列也非常适合虚拟集群应用。富士通半导体开发的系统方法策略可以为客户提供量身订制的软件解决方案，满足汽车人机界面（HMI）或群集应用等方面的需求。

应用前景相当看好

随着汽车技术日新月异的发展以及生活水平的逐步提高，人们对汽车的要求也越来越高，安全、方便已满足不了现代人的需求，舒适、智能化才是今后汽车发展的更高要求。过往的经验证明，在汽车技术的创新中，70%是来自于汽车电子。

我认为，GDC恰恰可以满足安全、舒适、节能以及智能化等创新需求，当然，它也就顺理成章地成为了汽车搭载的重要半导体组件之一，为的是给汽车提供更为智能化及安全的驾驶环境。

此外，在汽车电子领域最具吸引力且成长最快的部分当属车载信息娱乐系统，包括音频、视频，以及导航和远程信息处理。像后座影音娱乐系统、车载电视都将成为快速成长的市场。

我们看到，富士通半导体在汽车电子领域的投入可谓不遗余力。富士通的GDC可以充分满足目前汽车娱乐信息系统由简单的车载音响向丰富多彩的多媒体娱乐转变的需求。这也是其GDC占据了全球领先市场份额的关键所在。