近些年，汽车不但主被动安全上有了质的飞跃，还出现了更先进的“预防性安全”的理念。

  美国高速公路安全保险机构觉得，汽车配备ADAS（高级驾驶辅助系统）能够尽可能的防止超过60%的交通事故。

  ADAS利用安装在车身四周的传感器，收集车内外环境信息，帮助驾驶员尽可能早地察觉到危险，并采取相对应的措施，甚至是系统主动干预车辆的控制，从而在源头上降低事故的发生。

  在当下的汽车市场中，慢慢的变多的车企开始将ADAS作为“标配”装备到量产车上，以往只有豪车车型才有的功能，已经逐渐下探至自主品牌的大多数车型上。

  根据中国汽车工业协会预计，2020年，汽车驾驶辅助、部分无人驾驶、有条件无人驾驶，新车装配率超过50%，网联式驾驶辅助系统装配率达到10%， ADAS的总渗透率可达到50%。

  ADAS也被众多厂商视为研发及宣传重点，在预防性安全领域有长期研发历史的斯巴鲁也是如此。

  8月20日，斯巴鲁新新一代LEVORG在日本正式开启预订。新车配有最新一代的EyeSight主动安全系统套装，车身遍布的360°全景摄像机，配合赛灵思SoC(System on Chip,片上系统)的强大运算能力，可让车辆实现大范围的碰撞预防能力，新系统与高清地图配合，车辆还能够在临近弯道时协助驾驶者提前进行减速，特定条件下还可实现双手脱离方向盘的辅助自动驾驶。

  斯巴鲁对于汽车安全性能的提升一直很看重，早在1989年它就成立了斯巴鲁技术研究所，致力于研究汽车智能化和机器人技术。EyeSight采用的立体摄像头技术从那时就开始了研发。斯巴鲁作为汽车制造商，也非常自然想到了把立体摄像头应用到汽车之上。

  在1991年的东京车展，斯巴鲁向外界公布了立体摄像头概念。1992年，在企业内部发布了安装了立体摄像头的汽车。

  2008年5月，搭载第一代EyeSight系统的力狮正式上市，此时的预碰撞系统虽然能进行紧急制动，但是无法使车辆完全静止。

  2010年5月，第二代EyeSight系统搭载在了第五代力狮上，其预碰撞系统可在30公里/时速度下刹停。

  第三代EyeSight系统在2013年10月发布，增加了车道保持功能，当前车紧急制动时，前后车相对速度小于50公里/时，预碰撞系统能避免事故发生。目前，该系统的装车量已超越了100万辆。

  而双目ADAS基于人眼视觉的双目测距原理开发而来，不需要样本库，将摄像头拍摄到的各类障碍物实时运算转换为距离，通过计算与物体的相对速度和距离实现碰撞预警、车道偏离预警等智能驾驶辅助功能。

  双目ADAS技术方面的要求更高，视觉计算量更大，因此目前将其商用化的企业寥寥无几，而斯巴鲁就是将双目ADAS系统大规模用于量产车的少数车企之一。

  在新车开启预售前夕，汽车商业评论作为中国汽车专业媒体，联线独家采访了斯巴鲁无人驾驶及高级安全业务总经理柴田英司(Eiji Shibata)和赛灵思汽车业务负责人、高级总监Willard Tu，对新一代EyeSight系统及其背后赛灵思SoC的作用进行了深入了解。

  柴田英司告诉汽车商业评论：“我们最首先的目的，是通过高级辅助驾驶系统，逐渐消除死亡事故，再进一步将事故率降低。为此，必须增加各种技术和各种零件，系统价格也会变高。但这样事故并没办法消除，因为买得起的人慢慢地少，这就与我们大家都希望降低事故的目的相背离。

  因此，我们大家都认为怎样能在一般用户买得起的车上，搭载更先进的避免冲撞的安全系统，将成为现实意义上的关键点。我们的Eyesight系统不用安装激光雷达、单目摄像头，只需安装立体摄像头就能全方位地进行观测，所以能以更高精度、更低的价格完成系统的构建，这样我们就能将该系统搭载在所有车辆上，从而为所有的用户更好的提供安全特性。“

  在高速公路上面，车辆搭载新的EyeSight系统之后，基于弯道预测、自动减速的主动变道辅助功能，通过高精度地检测临近车辆，随时对路面的情况做检测反馈，并且辅助纠正驾驶员的驾驶行为。

  柴田英司在接受媒体采访时称：“我们的目标是只凭借一定质量的图像数据就能做处理，以更大视野捕捉到远处的物体，因此赛灵思这种高效能器件的构思是实现我们目标的最佳选择。

  在前一版本上个人会使用了ASIC（Application Specific Integrated Circuit特定用途集成电路），但是用ASIC时，我们始终没有办法做到像现在采用赛灵思车规级器件这样，可以每时每刻使用最新程序对功能进行扩展，而且赛灵思器件在耗能方面也非常领先，是一款非常高效的车规级器件。

  基于赛灵思16纳米技术，Zynq UltraScale+™ MPSoC 同时拥有强大的流水线并行和数据并行运算能力，既能够适用于AI边缘计算，也能够适用于域控制器，无论是在车的挡风玻璃还是在汽车其他部件上，都能够完全满足ADAS的要求。它不仅能提供适合的性能功耗比，还可提供至关重要的功能安全性和保密性功能，因而非常适用于各种汽车客户的平台。

  另外，除了器件本身的先进性、可扩展性，赛灵思产品的高质量和可靠性也是有口皆碑的。

  赛灵思于 1984 年发明了世界首款 FPGA，也是目前FPGA市场的No.1，年收入超过 30 亿美元。其产品大范围的应用于通信、航空航天、汽车、医疗、工业控制等领域。

  赛灵思进入汽车行业已经有超过15年的历史。迄今为止，赛灵思在汽车领域的全球合作伙伴超过200家，涵盖了全球所有主流的Tier 1、整车制造商以及各种初创型企业。

  截至目前，全世界汽车系统中应用了超过1.9亿片赛灵思车规级器件，其中超过7500万片专门用于量产型ADAS。

  赛灵思在ADAS领域参与了很多行业标准的制定，其产品也是全部符合车规极级的严酷要求，比如用在斯巴鲁EyeSight上的Zynq UltraScale+™ MPSoC系列就已通过Exida认证，符合ISO 26262 ASIL-C级的安全准则规范。产品可靠的质量，也是斯巴鲁选择赛灵思车规级器件的一大理由。

  之所以新一代EyeSight系统具备如此强大的功能，很大程度上要归功于赛灵思具备适应技术与灵活应变的FPGA 器件。

  作为异构计算器界很复杂的SoC，FPGA的门电路与存储器之间的连线，可以由用户通过烧入的配置文件来定义，而且这种烧入不是一次性的 。因此，它既解决了定制电路灵活性的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

  GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）是通用型芯片，提供了多核并行计算的基础结构，且核心数非常多，可以支撑大量数据的并行计算，拥有更高的浮点运算能力，更适合无人驾驶深度学习的运算。但GPU硬件结构固定，不具备可编程性，运行深度学习算法能效低于 FPGA，而且管理控制能力弱，功耗高。

  ASIC依照产品的需求来做特定设计和制造的集成电路，能够在特定功能上进行强化，具有更高的处理速度和更低的能耗。但目前研发成本（开模成本）高昂，开发周期和验证周期长，对于安全性能要求一直在变化的汽车市场，固化的ASIC并不能够满足这些要求，并且如果产品规模不够大，单品成本也下不来。

  FPGA本质上是无指令、无需共享内存的体系结构，同时实现流水线并行和数据并行，能够达到比 GPU 更高的并发处理速度。作为半定制的硬件，它支持通过编程可定义单元配置和链接架构，具有较强的灵活性，能适应相对更多种的算法。

  不过，FPGA行业技术壁垒相当高，一个FPGA公司相当于半个 IC 设计企业+半个软件公司，硬件版图及布线复杂，设计难度较大，软硬协同再提研发难度，在生态上开发者人数较少，有能力进入FPGA领域的企业并不多。

  也正因为该领域企业不多，相对GPU、ASIC等产品，FPGA芯片利润率相当高。中低密度百万门级、千万门级FPGA芯片研发企业利润率接近50%，高密度亿门级FPGA芯片研发企业利润率近70%。

  根据 《恒州博智信息咨询 半导体集成电路芯片市场分析报告》的数据，2019 年全球集成电路市场规模达到4376亿美元；根据 Gartner 的数据，2019 年全球 FPGA 市场规模为69亿美元。

  虽然FPGA市场规模目前不算大，但随着FPGA器件被广泛用作5G基站、汽车终端设备、边缘计算设备的核心器件，下游市场确定性增量需求增加，市场规模将持续扩大，前景看好。

  全球FPGA市场早期由美国两大巨头（赛灵思、Altera）高度垄断，最近经市场一系列并购行为及初创团队影响，国际市场第一梯队阵营扩容，包括赛灵思、英特尔、Lattice、Microsemi、Achronix、Flexlogic、Quicklogic等。

  中国较知名的FPGA研发企业有紫光同创、高云半导体、安路科技、遨格芯微、复旦微电子、智多晶、京微齐力、联捷科技、深维科技和傲睿智存等，目前技术与国际领先水平差距较远。

  在全球市场，赛灵思和英特尔（收购了第二大FPGA公司Altera）合计占市场占有率近 90%，其中赛灵思的市场占有率56%，英特尔31%。中国FPGA市场中，赛灵思份额超过50%，英特尔份额接近30%。由于技术、资金、人才上的壁垒及 FPGA 量产带来的规模效益，行业领导者地位较为稳定。

  据Willard Tu介绍，FPGA通过并行计算和同步处理，不仅能降低延迟，还可以使时钟频率更慢。更低的延迟对需要实时进行做出一定的反应的ADAS和无人驾驶至关重要；而降低时钟频率能带来显著的功耗下降，低功耗也代表着更少的热负荷，对于安装在挡风玻璃、车顶内衬和其它高环境和温度区域的器件更为有利。

  因为ADAS和无人驾驶需要很多的创新和很复杂的编程，而且也需要很多的时间做检测和验证，所以芯片的适应性很重要。赛灵思的FPGA器件大多采用引脚兼容的封装，研发人员可以根据不同需求设计硬件，以承载低、中、高版本的ADAS功能包，并根据自身的需求通过选择所需的最小密度器件来缩放成本。

  FPGA器件还可以用相同的器件来服务多代的产品。而如果用ASIC，换代产品需要开发全新的芯片，对于客户来说是一个很大的隐性成本。

  赛灵思FPGA还具备独特的动态功能交换（DFX，Dynamic Function eXchange）功能，允许开发人员创建独特的差异化处理解决方案，用一个SoC来提供两个完全相互排斥的功能。

  比如在斯巴鲁汽车上，当处于高速公路驾驶模式时，赛灵思的车规级器件可当作前置摄像头设计，但是当处于低速模式时，斯巴鲁可以将相同的器件重新编程，实现自动泊车/360°环视影像功能。

  Willard Tu认为，大部分对于FPGA劣势的描述来自对成本的历史成见，有些客户可能会认为FPGA非常贵，不适用于量产。其实从90 nm节点开始，赛灵思器件在汽车行业就已经极具成本效益，否则就不会有超过1.9亿片赛灵思车规级器件在汽车行业获得应用。

  他表示：“如果赛灵思提供的这些功能没有很好的性价比的话，斯巴鲁肯定也不会选择我们的器件来开发他们的EyeSight系统。”

  在ADAS和无人驾驶领域，赛灵思的车规级器件目前不仅用于前置摄像头，还用于电子后视镜、激光雷达、长距离雷达、全景环视后视摄像头、车舱内监控摄像头及域控制器中。

  对于在ADAS领域的未来，Willard Tu充满了信心：“赛灵思在前置摄像头上面目前市场排名是第二位，预计前置摄像头的功能在2020-2023年会成为一个标准的配置。而驾驶员监测系统和自动紧急制动，也是赛灵思关注的两个热门配置。”

  对于自动驾驶，他认为赛灵思在激光雷达方面做得很好，几乎占到了100%的市场占有率。另外，他也十分看好使用无线D成像雷达，其性能与激光雷达非常相似，分辨率低一些，也能提供点云，提供高度、速度、距离、角度等数据。

  对于未来的研发，Willard Tu表示，赛灵思慢慢的开始意识到，从16纳米到7纳米再到5纳米，制程的改进并不全是优化性能的最佳路径。因此，赛灵思在7纳米的节点上，开发了一个全新的AI引擎，通过深度神经网络提升处理能力。

  赛灵思的另一个技术方向是改进封装技术，希望可以提高散热能力，以便将很多的处理器聚集在一起。不过，这种新技术不需要很多主动热处理能力，因为这有一定的概率会提高成本。

  而对于斯巴鲁EyeSight系统未来的发展，柴田英司表示：“2020年，斯巴鲁将导入新一代EyeSight高级辅助驾驶系统；我们正在调查各种各样的技术在各个城市的成本将是多少、性能将到达什么程度、对降低事故的效果有多少等。到2025年，我们搭载的将是性价比最高的技术、传感器。

  不管怎样，如何能实现驾驶员、行人等所有交通参与者的安全，是我们最重要的事。再将来，或许可能实现无人驾驶，但我认为首先实现驾驶员辅助技术的演进是最优先级的。”