【DSP开发】【计算机视觉】TI 视觉软件开发套件ADAS

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日前，德州仪器 (TI) 宣布推出其视觉软件开发套件(SDK)，从而为开发人员提供了一款灵活的框架、一组丰富齐全的硬件设备驱动程序和一套适用的开发工具，可帮助用户依靠TI的异型架构打造更加高效的先进驾驶辅助系统
(ADAS) 实施方案。基于TI广受欢迎的SYS/BIOS RTOS的创新型 TI 视觉 SDK 使得能够在众多的异型内核上并行运行多种算法，并更加容易地将新的功能集成到系统之中。此外，丰富齐全的调试与仪表测量特性还允许算法开发人员在系统环境中对其算法进行基准测试和特性描述。

另外，TI还在TDA2x片上系统 (SoC)上提供了可用于其嵌入式视觉引擎(EVE)和数字信号处理器 (DSP)
的程序库。这些程序库包含了200多种用于EVE和DSP库的优化功能，从而为客户及第三方提供了旨在实现跨越式开发和加快产品上市进程的构件。EVE和DSP库可用于中低级和高级视觉处理。在2014年国际消费电子展(CES 2014) 上，TI进行了一项环绕视图演示，以及采用EVE 和DSP库构建的业界首例1080p60 密集光流的实时演示。

TI的TDA2x系列

整合了创新Vision AccelerationPac的TDA2x在低功耗封装中将高性能、视觉分析、视频、图形以及通用处理内核进行完美结合，可实现从入门级到高性能的广泛 ADAS 应用。此外，TI 独特的 Vision AccelerationPac 能够以相同的功率预算实现超过 8 倍的计算性能，从而在更低成本下充分满足高级视觉分析的需求。Vision AccelerationPac 建立在 TI 丰富的算法知识基础之上，并专为满足 ADAS 市场的动态需求而设计，其包含一个或多个嵌入式视觉引擎 (EVE)，可提供目前市场上其他同类产品所无法提供的特制ADAS加速器。

稳健的第三方生态系统

TI SoC和软件产品库的壮大促使越来越多来自世界各地的ADAS第三方供应商在 TI 宽广的产品线上提供算法、服务和集成支持，从而使客户能够缩减内部投资和开发时间，并加速产品上市进程。该第三方生态系统中的很多厂商都使用了TI的ADAS处理器，并对最新TDA2x产品的发布表示极大的欢迎。ADASENS Automotive GmbH的研发总监Michael Stoecker说：“TI的EVE为诸多 ADAS机器视觉算法提供了令人印象深刻的性能，例如：根据运动来识别交通信号、车辆或行人以及建筑物。”

IAV Automotive Engineering的资深项目经理Rene Rollig说：“TDA2x SoC与SDK的组合使得我们能够开发下一代的 ADAS 系统，从而及时满足基于摄像头的视觉系统不断攀升的特性与性能要求。TI的生态系统让我们可以高效地实现算法和应用，这在以前是做不到的。新型EVE是一款功能强大的伙伴加速器，其运作既可与独立于 DSP，也可与 DSP并行。它在我们的目标应用中展现了其全面的性能，尤其是针对基于帧的图像处理。开发工具、库和文档都是最新的，由于其品质卓越，所以我们的工程师很喜欢使用这些工具。”

TCS的工程与工业服务全球总监Regu Ayyaswamy说：“凭借深厚的技术与汽车工业专长，Tata Consultancy Services (TCS) 公司在TI的ADAS SoC（包括最新推出的TDA2x）上为全球汽车OEM厂商及汽车零部件一级供应商提供了优化、集成服务和算法。在ADAS解决方案的开发方面，TI是我们的战略合作伙伴，我们期待不断地开发出市场最需要的解决方案。”

Supercomputing Systems AG的嵌入式与汽车产品部主管Felix Eberli说：“ 每一代TI ADAS SoC性能的大幅跃升都让我感到兴奋。已经证明：这对于我们针对不同的汽车零部件一级供应商和OEM厂商而移植到TI SoC的大量ADAS算法是有益处的。一个关键的差异化因素是具有高吞吐量和零开销背景数据传输特性的节能型 EVE 内核。”

CSSP Inc. 总裁Chao-Jung Chen博士说：“TI一直在为ADAS领域提供业界最佳的SoC，因而使得我们的团队能够在TI的SoC平台上开发出生产质量的ADAS算法以提供给TI的客户，如车道偏离告警、前部碰撞告警和盲点探测。今后，我们将致力于在TI的下一代TDA2x平台上提供我们的最新算法，以利用单颗芯片实现多重功能。”

D3 Engineering 的总裁兼首席技术官 (CTO) Scott Reardon 说：“TI TDA2x中的EVE以低功耗为ADAS应用中的视觉和视频分析算法提供了无与伦比的计算性能。EVE软件工具的集成连同 Code Composer Studio IDE一起简化了我们的工作流程，而其提供的范例则有助我们很快地在嵌入式ADAS应用中运用EVE所具备的强大功能。”

TDA2x正在按照ISO 26262功能安全性标准的相关要求开发。TI TDA2x及相关的视觉SDK和库面向的是高产量的汽车制造商。

TI此次推出的ADAS SoC分别有TDA2xA、TDA2xV和TDA2xF 3款芯片，分别对应前置摄像机、环绕视图和传感器融合应用，以让厂商能够更有针对性的选择芯片，它们的高性能、高可靠、可扩展性、更低功耗和高集成度让汽车厂商无后顾之忧。说了这么多，现在开始揭秘TDA2x的内部结构，如图1所示。其属于多核异构的SoC，有两个C66x DSP 内核、多达4个视觉加速器内核AccelerationPac(每核10.4
GMAC)、两个ARM Cortex-A15内核、两个双ARM
Cortex-M4内核、内部存储器、6 个摄像机输入和多个显示输出，采用28 nm工艺技术，功率范围约为2 ~ 5 W。

实现众多汽车视觉功能，无疑需要很多可靠、快速的算法，其中大部分都是矢量运算，计算量很大。视觉AccelerationPac可以说是TDA2x实现众多汽车视觉性能的杀手锏。其有多个嵌入式视觉引擎（EVE），通过在中低级内核上运行对DSP实现有力补充。在相同功率预算下，每个EVE的计算性能是Cortex-A15的8倍以上。EVE的内部主要包括优化的矢量协处理器和32位可编程RISC内核。蒋宏先生把EVE概括为：“是TI DSP的精髓，是量化的提升。”

提到Cortex-A15时，蒋宏先生表示：“汽车中，汽车导航采用Android系统与ADAS融合；在ADAS内部，Cortex核采用Linux操作系统，DSP采用BIOS操作系统，这些都就需要虚拟化，Cortex-A15可以实现虚拟化，而Cortex-A9不能。此外，很多传感器和子系统需要用以太网传输数据，这牵涉到很多协议，Cortex-A15可以轻松应对。”

TDA2x系列在研发时已经和一些国际知名汽车厂商合作，TI的芯片作为它们项目中的一部分，因此TDA2x SoC的一些性能是这些厂商的需求。现在把TDA2x SoC引入中国，可以帮助中国本土汽车厂商缩短与国际知名厂商的差距（如帮助驾驶员判断的应用）。蒋宏先生强调：“TI此次推出ADAS SoC的目标十分明确，让中国制造的普通车也能有顶级车的ADAS体验。TDA2x的上一代产品已经在比亚迪汽车中应用。值得一提的是，为了帮助中国汽车厂商降低开发难度，让产品早日上市，TI首次在中国设立了专门支持TDA2x产品线的应用工程师团队，他们更偏向于研发，专注做参考设计，在这个方面，相信很多独立的设计公司也大有可为。”

蒋宏先生最后透露：“未来，TI的一个重要方向就是汽车电子，而汽车电子的重点就是ADAS。现在，汽车的控制权在驾驶员手上，属于被动安全，下一步将是主动安全技术，在一些情况下，汽车可以获得控制权，最终我们期待实现无人驾驶，当然这对汽车本身的性能要求极高，这也是ADAS能被行业接受的公司并不多的原因。”