【導讀】乍一看
，今天的汽車看起來跟幾十年前的汽車沒什麼差別，但事實並非如此。車艙內、引擎蓋下甚至輪胎內都隱藏這巨大的變化
，可謂到處都有進步。

乍一看，今天的汽車看起來跟幾十年前的汽車沒什麼差別
，但事實並非如此。車艙內、引擎蓋下甚至輪胎內都隱藏這巨大的變化，可謂到處都有進步。

當前的一個趨勢是向軟件定義車輛發展，對車輛的許多功能和特性的控製是集中式的。實現方式是利用微處理器、傳感器和軟件算法來增強車輛性能
、功能和用戶體驗。軟件定義車輛的一些關鍵方麵包括集中計算、無線（OTA）更新和雲通信。

然後就是車輛的電氣化。這是指用電子元件替換或補充傳統機械元件的過程。其中最顯而易見的就是電機。混合動力車型是向電動汽車（EV）的de過guo渡du的de主zhu要yao階jie段duan，這zhe類lei汽qi車che同tong時shi擁yong有you燃ran油you發fa動dong機ji和he電dian機ji，最zui後hou持chi續xu發fa展zhan到dao僅jin由you電dian動dong機ji驅qu動dong。由you於yu沒mei有you廢fei氣qi排pai放fang
，電dian動dong汽qi車che更geng環huan保bao

，而er且qie減jian少shao了le人ren們men對dui化hua石shi燃ran料liao的de依yi賴lai，有you助zhu於yu全quan球qiuESG治理。

軟件定義和電動汽車的下一階段就是自動駕駛汽車。同樣
，隨著高級駕駛輔助係統（ADAS）功能的不斷完善，這也是分步實現的。當今的ADAS係統利用傳感器、攝像頭、雷達和其他組件來監控車輛周圍環境
、收集數據並協助駕駛員。這些係統提供實時反饋、警告和幹預措施
，減少道路上的潛在危險。目前常見的ADAS功能包括自適應巡航控製、車道偏離警告、自動緊急製動、盲點檢測和停車輔助係統。隨著這些功能承擔更多的責任，汽車的計算係統完全控製車輛的一天終將到來。

下一代汽車顯示屏無處不在

然後是“娛樂”功能，就現代汽車而言，這意味著集成下一代智能手機的所有功能，例如Wi-Fi、藍牙
、GPS、流媒體音頻和視頻等。為了提供這些功能
，整車的不同位置都需要適當的顯示屏
，包括中央娛樂中心、儀表盤、平視顯示器（HUD）和後座顯示器。有時製造商還會部署顯示器作為後視鏡的替代。

談到這些顯示器時，你可能會認為OLED（有機LED）是(shi)最(zui)理(li)所(suo)當(dang)然(ran)的(de)選(xuan)擇(ze)，因(yin)為(wei)車(che)輛(liang)內(nei)的(de)照(zhao)明(ming)條(tiao)件(jian)跨(kua)度(du)很(hen)大(da)，從(cong)強(qiang)光(guang)直(zhi)射(she)到(dao)近(jin)乎(hu)完(wan)全(quan)黑(hei)暗(an)，視(shi)角(jiao)範(fan)圍(wei)也(ye)很(hen)大(da)
，從(cong)直(zhi)視(shi)到(dao)大(da)角(jiao)度(du)斜(xie)視(shi)。但(dan)是(shi)雖(sui)然(ran)OLED可以提供很高的對比度
，但與背光LCD相比
，它們亮度不夠。此外
，眾所周知，OLED會遇到壽命問題，不同顏色會以不同的速率老化，隨著時間的推移影響圖像質量。

出於其中一些原因，製造商會堅持使用能久經考驗的LCD屏
，它們具有各種尺寸和分辨率。一個重要的考慮因素顯然是成本
，LCD的價值在於其成熟的製造工藝和在惡劣的汽車溫度環境中表現出的可靠性。LCD的使用壽命通常也比OLED更長。OLED中使用的有機材料會隨著時間的推移而降解
，這可能導致殘影和色彩偏移。而LCD不易出現此類問題，並且可以在較長時間內保持其圖像質量。

ciwai
，chuyuduozhongyuanyin，shejirenyuanxuyaozuidachengdujiangdiqichexianshiqideyanchi。tamenhuiyingxiangjiashiyuananquan
，cheliangzhongduogexianshiqidebutongbuwentiyehuiyingxiangyonghutiyan。

局部調光

標準LCD顯(xian)示(shi)屏(ping)通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)背(bei)光(guang)


，背(bei)光(guang)是(shi)位(wei)於(yu)液(ye)晶(jing)層(ceng)後(hou)麵(mian)的(de)均(jun)勻(yun)光(guang)源(yuan)。為(wei)了(le)創(chuang)建(jian)圖(tu)像(xiang)，液(ye)晶(jing)打(da)開(kai)或(huo)關(guan)閉(bi)來(lai)控(kong)製(zhi)通(tong)過(guo)每(mei)個(ge)像(xiang)素(su)的(de)光(guang)量(liang)。然(ran)而(er)

，即(ji)使(shi)處(chu)於(yu)關(guan)閉(bi)狀(zhuang)態(tai)

，背(bei)光(guang)的(de)一(yi)些(xie)光(guang)線(xian)也(ye)會(hui)泄(xie)漏(lou)，導(dao)致(zhi)黑(hei)色(se)不(bu)完(wan)美(mei)

，對(dui)比(bi)度(du)降(jiang)低(di)。

消費者已經習慣了智能手機和電視的高對比度顯示屏
，汽車顯示屏也必須達到這一標準。局部調光是產生消費者所期望的高對比度
、絢麗圖像的一種流行選擇，這在較差的照明環境中尤其有益。

隨著汽車使用更多、更高質量的LCD，局ju部bu調tiao光guang技ji術shu也ye在zai汽qi車che中zhong發fa揮hui越yue來lai越yue重zhong要yao的de作zuo用yong。局ju部bu調tiao光guang旨zhi在zai通tong過guo選xuan擇ze性xing調tiao暗an或huo關guan閉bi屏ping幕mu背bei光guang的de某mou些xie區qu域yu來lai增zeng強qiang對dui比bi度du並bing改gai善shan黑hei電dian平ping。這zhe是shi通tong過guo將jiang背bei光guang劃hua分fen為wei多duo個ge區qu域yu實shi現xian的de。每mei個ge區qu域yu都dou可ke以yi獨du立li控kong製zhi以yi調tiao整zheng其qi亮liang度du或huo完wan全quan關guan閉bi。當dang圖tu像xiang的de特te定ding部bu分fen需xu要yao較jiao暗an的de區qu域yu時shi，局ju部bu調tiao光guang算suan法fa會hui降jiang低di該gai區qu域yu的de背bei光guang強qiang度du
，從cong而er有you效xiao地di使shi相xiang應ying的de像xiang素su變bian暗an。

局部調光技術主要有兩種類型，全陣列式（full-array）和側光式（edge-lit）。側光式局部調光方案中，LED位於顯示麵板的邊緣，使用光導或漫射器照亮整個屏幕，並通過動態調整邊緣不同LED的亮度來實現局部調光。全陣列局部調光在LCD 麵板後麵使用了一組LED，可提供更精確的控製並產生更好的對比度和黑電平。LED分為多個區域，可以單獨調暗或關閉。采用的分區數量直接影響性能

，但會使設計更加複雜。

qicheyingyongzhongdejubutiaoguangshiyigejisuanmijixinggongneng，yinweisuoxudesuanfaxiangduifuza。chulekaolvgegefenquwai，ruanjianhaibixuchixujiankongzhaomingtiaojian，tahuisuizheqichedexingshierbuduanbianhua
，rubaitianheheian

、不同的天氣條件
、通過隧道等。

jubutiaoguangsuanfahuigenjujiancedaodehuanjingguangshuiping
，xiangyingditiaozhengxianshiqidebeiguang。ciwai

，suanfahaibixujiankongzhengzaixianshideneirong，binggenjuneirongzhongdetedingyuansuxiangyingtiaozhengliangduheduibidu。jianshaoxuanguangyeshiyigeguanjianyinsu，yinweilaiziwaibuguangyuan（如陽光或迎麵而來的大燈）的眩光會影響顯示器的可見度。局部調光算法可最大程度地減少眩光並提高可視度。

一些製造商正在采用基於傅裏葉級數的LCDyouhuafangan，zheshiyizhongshiyongfuliyejishufenxiyuanlilaiyouhuaxianshiqishuchudejishu。zhezhongfangfashejifenximubiaoxinhaodeshuchutexing，liruqiangduheyansefenbu，ranhouquedingshidangdedianxinhaolaiqudongxianshiqiyishixianzhexietexing。

同樣的局部調光技術可用於汽車的平視顯示器（HUD），這些顯示器通常用於將駕駛信息投射到擋風玻璃上，例如汽車的速度
，導航指令或警告。HUD的局部調光不僅增強了可視性，還消除了所謂的“明信片效果”
，提供更加無縫的體驗。

對人工智能的依賴

與當今許多設計領域一樣，人工智能已經影響了局部調光的各個方麵
，特別是所謂的“深度可控背光調光”。這種方案可以分析內容，做出明智的決策，並動態調整背光來提高圖像質量，改善用戶體驗。AI算法根據不同的顯示內容和照明條件不斷調整背光。AI和ML模型可以快速分析和響應內容的變化，確保背光優化並與顯示的圖像同步。

這些相同的算法可以通過提高圖像質量和減少偽影來增強用戶體驗。利用人工智能和機器學習（ML），算法可以適應不同的內容類型，如視頻、遊戲或文本
，並相應地優化背光，提供視覺上令人愉悅和舒適的觀看體驗。

FPGA實現局部調光

FPGA是在汽車LCD麵板中實現局部調光的絕佳選擇
，原因有很多，其中包括：

• 實時處理能力。汽車LCD麵板中的局部調光需要FPGA提供的快速響應處理
，從而分析內容
、調整背光區域和控製LED亮度。

• AI和ML。FPGA提供了運行這些複雜算法所需的算力。

• 定製和靈活性。設計人員可以借助FPGA的特性
，實現汽車LCD局部調光要求的自定義算法和控製策略。

• 高速接口。FPGA通常支持一係列高速I/O
，這是支持麵板顯示大量內容所必需的。

• 資源優化。設計人員可以分配專門的硬件資源
，即使用FPGA大量的I/O以及本地存儲空間用於局部調光操作，這些存儲器可以有效地處理局部調光所涉及的複雜計算。

• 高度可靠。汽車應用需要穩定可靠的解決方案，能夠承受惡劣的環境條件
、溫度變化以及衝擊和振動。

• 麵向未來。汽車顯示器和局部調光算法會不斷發展。FPGA提供適應性和可升級選項，允許實現新算法、控製策略或係統增強功能。此外，FPGA還支持輕鬆遷移，以及靈活選擇LCD和LED背光控製器供應商。

萊迪思半導體FPGA提供實現汽車LCD局部調光應用所需的所有特性和規格，包括低功耗
、小封裝尺寸、可擴展性、合適的工藝節點和足夠的穩定性。萊迪思DriveTM支持FPGA快速運用於汽車應用，並且作為萊迪思首款汽車市場解決方案集合
，非常適配針對汽車應用進行優化的低功耗、小型FPGA。

萊迪思Drive的首個版本的側重於顯示器接口和處理，它提供參考設計和演示、定製設計服務、軟件工具、IP核和硬件平台。

例如，萊迪思Nexus CertusPro-NX™ FPGA支持靈活的接口
，包括最高HBR3（8.1gbps）的DisplayPort，通過單根線纜以高分辨率和刷新率連接多個屏幕。CertusPro-NX具有可擴展性和適應性
，支持多個區域和不同的麵板，並允許控製各種LED驅動器IC。

隻需一片萊迪思CertusPro-NX FPGA器件就可以處理實現汽車LCD麵板局部調光方案的幾乎所有功能。如果需要

，Nexus FPGA平台可實現甚至數千個分區。

設計人員目前在此應用中麵臨的一個關鍵挑戰包括需要控製的大量LED、沒有標準的LED驅動器接口以及不同的電路板設計和布局。萊迪思Nexus™ FPGA平台擁有更高精度的掃描線切換時序控製、豐富的I/O接口組合、對大多數LED驅動器IC的支持以及重新映射LED矩陣的能力，這些特性都有助於解決上述問題。

圖中展示了萊迪思與Parretto和Lincoln Technologies Solutions合作設計和創建的DisplayPort
、視頻縮放器和局部調光演示。

萊迪思構建的演示清楚地展示了局部調光的工作原理。它圍繞Raspberry Pi開發板，通過GPIO將720p 50Hz視頻流式傳輸到萊迪思CertusPro-NX FPGA。內部視頻縮放器獲取該視頻數據，並將其放大到 2160p（50 Hz）。同時，局部調光功能可動態控製麵板的全 LED 陣列背光。然後DisplayPort發送器IP獲取放大後的視頻，並以HBR2（4通道）格式將其流式傳輸到4K像素麵板。最後，麵板顯示該視頻，同時全LED陣列背光處於持續控製之中。

綜上所述，萊迪思Nexus平ping台tai用yong於yu汽qi車che局ju部bu調tiao光guang應ying用yong的de原yuan因yin有you很hen多duo。它ta包bao括kuo了le一yi個ge經jing濟ji高gao效xiao的de單dan芯xin片pian解jie決jue方fang案an
，可ke最zui大da限xian度du地di提ti高gao靈ling活huo性xing
，支zhi持chi所suo有you流liu行xing的de視shi頻pin接jie口kou，包bao括kuoLVDS、eDP、MIPI和V-by-One等，還支持低處理延遲
、8.1 Gbit/s傳輸，12位內部處理精度等。

相信領導者的力量

作為低功耗可編程器件的領先供應商，萊迪思樹立了低功耗、小尺寸FPGA的性能和功耗標準。萊迪思致力於發揚為客戶提供支持和谘詢的企業文化，有助於其保持行業領先地位。

萊迪思提供基於Nexus的創新解決方案，將設計軟件和現成的軟IP模塊與評估板、套件和參考設計相結合。了解有關萊迪思Nexus平台或其萊迪思Drive的更多信息，請聯係您當地的萊迪思銷售代表。

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