瑞薩推首款內(nèi)置圖像識(shí)別功能車用雙核SoC

       為新一代汽車信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了1,920MIPS的出色性能和單芯片解決方案?

        瑞薩科技公司1月19日在東京宣布推出SH7776（SH-Navi3），該產(chǎn)品應(yīng)用于由汽車導(dǎo)航系統(tǒng)演變而來的新一代高性能汽車信息終端、具有片上增強(qiáng)型圖形功能和高性能圖像識(shí)別處理功能的雙核片上系統(tǒng)（SoC）器件。SH7776（SH-Navi3）在單個(gè)芯片上整合了2個(gè)CPU內(nèi)核，并且實(shí)現(xiàn)了1,920M條指令/秒（MIPS）的出色處理性能，其處理速度是瑞薩科技早期單芯片SoC產(chǎn)品的2倍。將于2009年4月開始在日本發(fā)售樣品。

        瑞薩科技公司在面向汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的微處理器市場(chǎng)上的份額居全球首位*1，并且SH-Navi系列*2-用于實(shí)現(xiàn)對(duì)高性能汽車導(dǎo)航系統(tǒng)至關(guān)重要的功能（如3-D圖形）的單芯片SoC器件-現(xiàn)在已被應(yīng)用到多種高端產(chǎn)品中。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)將演變成“新一代汽車信息中心”，在駕駛的同時(shí)，它還在汽車信息控制以保證便利性、安全性和環(huán)境研究方面起到重要作用。新型SH7776雙核SoC器件在單個(gè)芯片上提供了對(duì)“新一代汽車信息中心”至關(guān)重要的性能和功能。它能夠顯示逼真的彩色3-D圖形來實(shí)現(xiàn)多媒體、信息通信以及導(dǎo)航應(yīng)用；顯示2-D/3-D圖形來實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面（GUI）*3，進(jìn)而加強(qiáng)用戶友好性；并且為車道檢測(cè)和前車跟蹤之類的功能實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別。除此之外，還在芯片上嵌入了可以加強(qiáng)雙核架構(gòu)的系統(tǒng)可靠性的功能。

        SH7776（SH-Navi3）的特性如下：

         1.雙核架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1,920MIPS的出色處理性能

        SH7776（SH-Navi3）整合了瑞薩科技公司的2個(gè)在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)之類的應(yīng)用領(lǐng)域得到認(rèn)可的SH-4A高性能32位CPU內(nèi)核，并且在低功模式和533MHz的工作頻率下提供了高達(dá)1,920MIPS（960MIPS×2）的出色處理性能。這大約是瑞薩科技公司第二代汽車導(dǎo)航系統(tǒng)用SoC產(chǎn)品（SH-Navi2）的處理性能的2倍，并且全面支持顯示各種圖形所需的高速、復(fù)雜信息處理功能以及圖像識(shí)別功能。

        2.用于顯示更逼真的彩色3-D圖像的3-D圖形引擎和2-D/3-D圖形處理器

        3-D圖形引擎整合了英國Imagination科技有限公司（IMG）的PowerVR*4SGX-高級(jí)3-D圖形IP。它實(shí)現(xiàn)了約為PowerVRMBX（其用于早期的SH-Navi1和SH-Navi2中）2倍的多邊形性能。這不但支持導(dǎo)航應(yīng)用中的3-D渲染，而且還支持多媒體應(yīng)用，如需要更逼真的彩色3-D渲染的人機(jī)接口（HMI）。

        SH7776（SH-Navi3）還包含用于詳細(xì)地圖渲染的2-D和3-D圖形處理器以及更簡(jiǎn)便易用的操作屏幕。支持的特性包括2-D渲染功能（如粗線渲染）以及用于加強(qiáng)三維性的3-D渲染功能（如三角3-D渲染）和用于實(shí)現(xiàn)更逼真紋理的紋理影射。它們代表地圖上的各種3-D物體（如高層建筑），并且實(shí)現(xiàn)了詳細(xì)的高級(jí)GUI以及地圖、圖標(biāo)和菜單。

        3.業(yè)內(nèi)首款面向汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、具有片上圖像識(shí)別處理功能的雙核SoC產(chǎn)品

        SH7776（SH-Navi3）是業(yè)內(nèi)首款雙核SoC產(chǎn)品，整合了圖像識(shí)別處理功能，如駕駛輔助系統(tǒng)的車道檢測(cè)。瑞薩科技公司已經(jīng)開始批量生產(chǎn)具有片上圖像識(shí)別處理功能的SH7774（SH-Navi2）。新型SH7776（SH-Navi3）基于上一代產(chǎn)品之上，能夠提供更高的性能，并且通過更高的內(nèi)部并行化和加倍的總線寬度將處理速度加快了近3.5倍。

        它能夠同時(shí)實(shí)時(shí)地執(zhí)行多個(gè)外部環(huán)境識(shí)別程序，如車道檢測(cè)和前車檢測(cè)與跟蹤。這簡(jiǎn)化了駕駛安全性改進(jìn)步驟。

        并且，失真補(bǔ)償模塊能夠?qū)⒄障鄼C(jī)采集到的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成任何形狀。例如，從配有魚眼透鏡的照相機(jī)上采集的圖像數(shù)據(jù)可用于生成汽車外設(shè)的鳥眼視圖。

        4.DDR3-SDRAM存儲(chǔ)器接口和PCIExpress接口，可以實(shí)現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸

        SH7776（SH-Navi3）是業(yè)內(nèi)首款面向汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的雙核SoC，其整合了DDR3-SDRAM存儲(chǔ)器接口-用于連接高速DDR3-SDRAM、工作頻率為533MHz的雙通道16位專用總線接口，從而實(shí)現(xiàn)了最高速度為4.27Gb/s的超高速數(shù)據(jù)傳輸?？梢酝瑫r(shí)訪問專用總線的2條通道。

        并且，PCIExpress接口*5的專用I/O能夠在250Mb/s的最高速度下將數(shù)據(jù)寫入帶有PCIExpress接口的外部器件上或從其中讀取數(shù)據(jù)。

        5.各種用于提高汽車信息終端用戶友好性的外設(shè)功能，包括串行ATA接口

        SH7776（SH-Navi3）整合了汽車導(dǎo)航系統(tǒng)所需的片上外設(shè)模塊，包括用于實(shí)現(xiàn)高速硬盤連接的串行ATA接口*6、帶有音頻編碼器的聲音接口、USB版2.0Host/Function接口、用于接收地面數(shù)字電視廣播的TS接口和GPS*7基帶處理模塊。各種外設(shè)功能讓元件數(shù)量減少和以更低的成本實(shí)現(xiàn)高性能系統(tǒng)成為可能。

        6.提高了雙核系統(tǒng)的可靠性，并且縮短了開發(fā)時(shí)間

        雙核架構(gòu)支持下面2類處理，從而能夠靈活地滿足各種用戶要求。

        對(duì)稱多處理（SMP）：在這里，在單個(gè)OS內(nèi)運(yùn)行的單個(gè)程序的運(yùn)行可以在2個(gè)CPU內(nèi)核之間進(jìn)行分配，從而實(shí)現(xiàn)了并行處理。

        不對(duì)稱多處理（AMP）：在這里，不同的OS（或相同OS的多個(gè)實(shí)例）和完全不同的程序在各個(gè)CPU內(nèi)核上運(yùn)行。

        注意：在這種情況下，在芯片內(nèi)采用了允許2個(gè)OS協(xié)同操作的機(jī)制和讓2個(gè)OS分開運(yùn)行的機(jī)制（這種機(jī)制可以防止一個(gè)CPU訪問存儲(chǔ)器的某個(gè)區(qū)域的時(shí)候，另一個(gè)CPU訪問和修改該存儲(chǔ)器的相同區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)）。

        由于是在硬件（在SH7776芯片中）中實(shí)現(xiàn)這類通常在軟件中實(shí)現(xiàn)的支持，所以可以為采用雙核處理器的系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)高可靠性。

        <產(chǎn)品背景資料>

        近年來，汽車信息終端（如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)）開始提供越來越先進(jìn)的導(dǎo)航功能，包括3-D顯示、更高的可識(shí)別性和更強(qiáng)的真實(shí)性。需求日漸增多的功能包括用于加強(qiáng)簡(jiǎn)便易用性的顯示功能、通過手機(jī)鏈路實(shí)時(shí)地獲取信息、娛樂信息系統(tǒng)功能（如音樂和視頻回放）、地面數(shù)字電視廣播接收、甚至安全駕駛輔助系統(tǒng)的某些功能。隨著這些系統(tǒng)具有的功能越來越多和變得越來越復(fù)雜，它們逐漸演變成了用以在駕駛的同時(shí)保證便利性、安全性和環(huán)境研究的汽車信息控制功能的核心。

        更高的性能需要處理器或片上系統(tǒng)（SoC）器件處理這類應(yīng)用所需的大量信息，但是通過更加精密的工藝或者更快的操作速度來滿足這種需求導(dǎo)致了功耗增加等問題的出現(xiàn)。作為對(duì)市場(chǎng)需求的回應(yīng)，越來越多地使用多核技術(shù)（在那里，在單個(gè)芯片上整合了多個(gè)CPU，并且各個(gè)CPU內(nèi)核以并行或者分布式的方式處理各項(xiàng)處理任務(wù)以便提高效率）來提升CPU性能和降低功耗。

        瑞薩科技公司早些時(shí)候采用了多核技術(shù)，并于2008年推出了帶有2個(gè)SH-4ACPU內(nèi)核的SH7786雙核處理器（在533MHz的工作頻率下，其最高性能為1,920MIPS）。

        為了滿足市場(chǎng)對(duì)汽車信息終端用多核SoC器件的需求，瑞薩科技公司開發(fā)了SH7776雙核SoC-SH-Navi系列的新成員，其推動(dòng)了汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，為其搶占了很大的市場(chǎng)份額，并且還在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域得到了大家的認(rèn)可。SH7776整合了2個(gè)SH-4ACPU內(nèi)核，支持高性能和更快的圖形功能-圖像識(shí)別處理功能，并且提供了大量高功能接口。

        <產(chǎn)品詳情>

        CPU內(nèi)核

        SH7776采用整合了瑞薩科技公司的2個(gè)SH-4A32位精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC）CPU內(nèi)核的核心架構(gòu)。它支持對(duì)稱多處理（SMP）（在這里，在單個(gè)OS內(nèi)運(yùn)行的單個(gè)程序的運(yùn)行可以在2個(gè)CPU內(nèi)核之間進(jìn)行分配）和不對(duì)稱多處理（AMP）（在這里，不同的OS（或相同OS的多個(gè)實(shí)例）和完全不同的程序在各個(gè)CPU內(nèi)核上運(yùn)行）。這為用戶提供了最大的系統(tǒng)配置靈活性。提供的偵測(cè)控制器支持SMP。它從2個(gè)CPU內(nèi)核上處理內(nèi)部高速緩存的數(shù)據(jù)更新，并且保持高速緩存的相關(guān)性。

        并且，時(shí)鐘頻率和4個(gè)低功耗模式中的任何一個(gè)都可以針對(duì)各個(gè)CPU單獨(dú)設(shè)置。例如，當(dāng)只有1個(gè)CPU內(nèi)核工作時(shí)，另一個(gè)CPU內(nèi)核可以設(shè)置成低功耗模式來降低功耗。這樣就可以在滿足系統(tǒng)的處理要求的同時(shí)，保持總功耗最低。

        各個(gè)CPU內(nèi)核都配有1個(gè)最高工作頻率為533MHz的浮點(diǎn)處理單元（FPU）。這些FPU支持單精度和雙精度計(jì)算，并且可以在7.46GFLOPS（10億次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒）的單精度模式下實(shí)現(xiàn)最高處理性能。這可以加快靜止圖象和視頻的編解碼器處理。

        并且，大多數(shù)為采用了基于SH-4A內(nèi)核（如SH-Navi1）的SoC器件的產(chǎn)品而開發(fā)的現(xiàn)有軟件資源都可以重新跟SH7776（SH-Navi3）一起使用，而無需修改。這有助于縮短系統(tǒng)開發(fā)所需的時(shí)間。

        3-D圖形引擎

        先進(jìn)的著色引擎采用了IMG的PowerVRSGX3-D圖形IP，支持各個(gè)頂點(diǎn)和單個(gè)像素的陰影處理，從而實(shí)現(xiàn)了更加逼真的圖像渲染。使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)APIOpenGL®ES*8保證嵌入式應(yīng)用的可升級(jí)性。

        圖像識(shí)別處理功能

        圖像處理要求在照相機(jī)和其它傳感器采集到的圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上識(shí)別駕駛環(huán)境的情況。SH7776采用了圖像識(shí)別處理IP，其通過更高的內(nèi)部并行化和加倍的總線寬度提供了比早期SH7774的IP約快3.5倍的處理性能。內(nèi)部處理已經(jīng)從8位上升到了16位格式，從而能夠支持高分辨率照相機(jī)。在眾多片上外設(shè)功能中，特別適于汽車圖像識(shí)別處理系統(tǒng)的是3通道視頻輸入接口和支持的分辨率高達(dá)WXGA（1,280×768像素）的雙通道顯示器功能。瑞薩科技公司還計(jì)劃推出具有近200種功能的圖像識(shí)別庫產(chǎn)品來簡(jiǎn)化圖像識(shí)別應(yīng)用的開發(fā)。

        DDR3-SDRAM存儲(chǔ)器接口

        SH7776具有用于連接高速DDR3-SDRAM、工作頻率為533MHz的雙通道16位專用總線接口，能夠?qū)崿F(xiàn)最高速度為4.27Gb/s的超高速數(shù)據(jù)傳輸?？梢酝瑫r(shí)訪問專用總線的2條通道。例如，DDR存儲(chǔ)器的各個(gè)模塊可以分別分配給圖形顯示器和CPU，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高級(jí)圖形顯示和高速處理，或者各個(gè)模塊被分配給2個(gè)CPU內(nèi)核。

        資源分配可以根據(jù)產(chǎn)品概念來進(jìn)行，從而為提升系統(tǒng)性能提供了一種簡(jiǎn)便方法。

        封裝

        采用的封裝為653-引腳BGA（25mm×25mm）。

        開發(fā)環(huán)境

        E10A-USB片上調(diào)試仿真器的多核版本可用作開發(fā)環(huán)境。它支持并行執(zhí)行、并行中斷、單CPU中斷和重新執(zhí)行以及同步調(diào)試功能，從而為開發(fā)人員提供了極大的靈活性。

        還提供具有如下特性的用戶系統(tǒng)開發(fā)參考平臺(tái)，從而讓用戶能夠進(jìn)行有效的系統(tǒng)開發(fā)。

        包含面向汽車信息系統(tǒng)的外設(shè)電路，從而為用戶系統(tǒng)提供了準(zhǔn)確的器件驗(yàn)證環(huán)境。

        可用作應(yīng)用軟件等的軟件開發(fā)工具。

        輕松添加定制用戶功能。

        <開發(fā)環(huán)境補(bǔ)充>

        除了上述開發(fā)環(huán)境，目前正在開發(fā)分布式功能系統(tǒng)構(gòu)建支持技術(shù)，它可以簡(jiǎn)化采用多核產(chǎn)品的分布式功能系統(tǒng)的開發(fā)。將于2009年晚期開始供應(yīng)該產(chǎn)品。

        在分布式功能系統(tǒng)中，多核處理器的各個(gè)CPU內(nèi)核均被分配給特性或功能不同的獨(dú)立系統(tǒng)（領(lǐng)域）。各個(gè)CPU內(nèi)核協(xié)同工作，為整個(gè)系統(tǒng)提供聯(lián)合操作。瑞薩科技公司的分布式功能系統(tǒng)構(gòu)件支持包括可以在多個(gè)領(lǐng)域的OS之間實(shí)現(xiàn)集成的通信接口技術(shù)-EXREAL-ExARIA*9-和可以防止OS間干擾的技術(shù)-EXREAL-ExVisor*9。它消除了為實(shí)現(xiàn)多核協(xié)同工作而構(gòu)建新型復(fù)雜軟件的需求，并且允許重新使用很多最初設(shè)計(jì)用于單OS系統(tǒng)的現(xiàn)有軟件資源。這樣就能夠利用多核產(chǎn)品在短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建分布式功能系統(tǒng)。并且，它為多個(gè)運(yùn)行不同的OS的CPU內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了可靠操作。

        瑞薩科技公司通過下列手段不斷推動(dòng)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)市場(chǎng)的進(jìn)步：及時(shí)推出新產(chǎn)品來滿足市場(chǎng)需求，利用多核技術(shù)開發(fā)新型SoC器件來提升CPU性能、提高速度和為高端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)功能，以及通過能夠?yàn)榈投撕椭屑?jí)系統(tǒng)提供高性能和先進(jìn)功能的產(chǎn)品而一路向前。

        <注釋>

        1．SH-Navi系列：面向信息終端（如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)）、基于瑞薩科技公司SuperH™32位RISCCPU內(nèi)核的SoC產(chǎn)品系列。目前，該系列的3款產(chǎn)品均已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，包括帶有片上圖像識(shí)別處理引擎的SH7774。

        2.SuperH是瑞薩科技公司的商標(biāo)。

        3.圖形用戶界面（GUI）：一種用戶界面，在那里信息以圖形的方式顯示，并且可以通過點(diǎn)擊器件之類的方式進(jìn)行直觀操作。

        4.PowerVR是英國Imagination科技有限公司的商標(biāo)或注冊(cè)商標(biāo)。

        5.PCIExpress接口：一種用于串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎/O接口。

        6.串行ATA接口：用于連接個(gè)人計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)器件（如硬盤驅(qū)動(dòng)器）的IDE（ATA）標(biāo)準(zhǔn)的延伸。

        7.GPS代表“全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）”。

        8.OpenGL®ES是美國行業(yè)領(lǐng)袖SiliconGraphics公司開發(fā)的、用于實(shí)現(xiàn)3-D圖形處理的編程接口，其特點(diǎn)在于平臺(tái)獨(dú)立性。它是用于嵌入式系統(tǒng)的API，相當(dāng)于OpenGL的子集。標(biāo)準(zhǔn)制定組織KhronosGroup規(guī)定了其指標(biāo)。

        9.EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor：這些是與Hitachi公司合作開發(fā)的，是一項(xiàng)面向采用瑞薩科技公司ExrealPlatform™（其提供了集成式解決方案，從片上系統(tǒng)（SoC）器件到用戶系統(tǒng)開發(fā)）中使用的多核架構(gòu)的分布式功能系統(tǒng)的技術(shù)。（ExrealPlatform™是主平臺(tái)，為獨(dú)立專用平臺(tái)的開發(fā)提供了基礎(chǔ)。）

        *上面提到的其他產(chǎn)品名稱、公司名稱或品牌均為其各自所有者的財(cái)產(chǎn)。

        <典型應(yīng)用>

        汽車信息終端：汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等

        游戲控制臺(tái)等