改搭可编程FPGA SoC ADAS系统性故障锐减

表1

汽车使用的某些传感器支持在每个图帧辅助扫描线中，传送某些配置缓存器数据。透过此功能，用户可以检查每一个图帧的传感器设置，不须要透过I2C接口来读取缓存器，也不须要CPU进行运算，传送图帧数据时就能在FPGA中实现这种检查。

透过底层图像处理，一个像素的变化不太可能对实际应用的行为产生很大的影响，因此在大多数情况下，设计人员可以忽略这类故障，但是仍应检查会导致图帧丢失或者整个图帧被损坏的故障。

大部分影像传感器含有传送定义好的测试图帧的功能，不须要传送正常的影像数据，定义好输入数据后，也就定义了图像处理模块的输出数据，接着进行后续测试。例如透过对输出数据进行循环冗余校验码(CRC)，可找到系统中出现的任何永久故障，这种测试覆盖整个数据传输链路中的永久故障。

此外，工程师还应该探测到FPGA中一个模块向另一个模块传输数据时数据的变化。前面段落提到的测试样板或测试图帧方法涵盖大部分永久故障，但探测不到暂时性故障，各种传输或者信息冗余技术则能够探测到这类故障。

中间层图像处理实现了边缘或角落探测算法，还可以应用特征提取算法，因此，只查看影像中关注的特征，减少产生的数据，数据减少后，故障会导致后续处理步骤中丢失目标，因此，丢失特征的风险就会增大。

高阶图像处理阶段包括目标探测和目标分类，从软件术语的角度来说，这一个层级主要是句柄，因此，非常适合在CPU上运行。HPS采用几种硬件功能，例如错误码修正(ECC)、内存管理单元(MMU)、看门狗，在HPS中进行故障诊断。

符合ISO26262规范　ADAS确保行车安全

功能安全重要的另一面是确保减少系统性故障，这可透过使用可靠的开发过程和工具来实现。ISO26262标准详细规定功能安全的管理要求，例如，对安全生命周期和支持过程中不同的行为进行一致性测量，像是配置和修改管理。如果使用工具有可能造成应用故障，就应该分析这些工具，进行测量以减低故障发生的机率。

ADAS是确保越来越拥挤的道路更加安全的下一波创新，这些系统的性能需求给现有和未来的标准商用现货(COTS)产品带来挑战，很多COTS产品在设计时并没有体现功能安全，而可程序化FPGA在这方面有很大的优势，实现专用诊断能扩大系统的诊断涵盖范围。因此，使用具有功能安全的平台和开发环境，与擅长功能安全的合作伙伴合作，都有利于系统的整体实现。