即便全球汽车市场相当封闭，但翻开主要车用半导体业者的解决方案，在主系统的所需要的处理器芯片架构中，我们可以看见相当熟悉的影子，像是前阵子比较常见的Cortex-A15，服务器应用与新一代智能型手机专用的64位架构的Cortex-A53，也开始出现在这些车用半导体业者的产品蓝图中，在这边，我们可以先作一个简单的结论，ARM的生态系统就如同病毒一般地，从智能型手机与车用微控器（MCU）中，开始蔓延到车用多媒体娱乐与资通讯系统上，而这也意味着，即便是在车用前装市场，其技术发展导向开始产生了不同的变化。

跨过安全门坎 车载资通讯吹起消费性风潮

TI（德州仪器）应用协理郑曜庭指出，光是在车内的显示技术就会分散在仪表板、挡风玻璃与中控台等。以挡风玻璃为例，它就能结合虚拟现实（侦测车外环境并显示重要讯息）、图资系统与车内重要信息等，加上后座也会有多媒体娱乐与分担部份ADAS（先进辅助驾驶系统）的被动安全功能，所以若要一颗应用处器一次涵盖这么多功能，同时又要符合车规需求，在性能要求与可靠度就必须具备高度的水平。

所以在处理器设计上，TI的作法就是采用「异质多核心」的架构，来因应车载多媒体这类高度复杂的系统，在这当中以TI旗下的Jacinto 6系列产品线为主力，它虽然细分高中低等不同层级的规格，但大体上还是包括了处理器核心Cortex-A15、Cortex-M4、DSP核心、GPU核心与EVE（内建视觉引擎）等。郑曜庭表示，这种架构的好处在于可以有效分工，不同的核心可以各自负责不同的工作，在这样的情况下，还会有很多核心的资源是没有被用到的，这时候客户就还有办法多做一些附加价值的功能与设计。

瑞萨电子营销暨车用事业部副理何吉哲也表示，车载系统并不只是有影像的问题需要考虑，举例来说，当蓝牙系统启动的时候，导航系统不能因此而停止运作，所以从控制到所谓的多任务处理是相当重要的关键，而处理器本身能不能作到？对车用系统而言，系统过载是不被允许的。所以在芯片架构的设计上，就会专门针对车用规格所打造，此外会采用异质多核心的作法，让各核心各自担纲所负责的工作。何吉哲也认为，谈到车联网、车载资通讯乃至于控制层面的问题，长期来看，它们彼此之间的关系只会愈来愈密切，而在过去，把它们各自独立讨论，是相对没有问题的。

图一: TI与瑞萨电子的车用处理器，都是采用异质多核心的架构，以达到专业分工之效。 （Source：TI）

NVIDIA销售经理萧怡祺表示，NVIDIA自2003年开始便采取转型动作，朝向GPGPU（通用绘图处理器）的领域发展，车用显示器自然也是NVIDIA锁定的应用领域之一，所以自2007年开始推动相关解决方案，在当时，正是Tegra 3推出前后的时间点，而可以确定的是，车用系统开发的速度是远远不及消费性电子的。

鸿海科技集团安泰电业总经理室资深经理李茂升说，相较于国外，台湾的资通讯产业实力其实不差，若能加以整合，要拓展海外市场或是与国外竞争对手抗衡，并不会太困难，如果说，在满足安全基本要求的前提下，我们能缩短车载多媒体娱乐或是资通讯系统的开发时间，是否能有机会能让国外车厂有所惊艳？早前NVIDIA在推出车用处理器时，全球汽车大厂奥迪便与之合作，一路到现在，也累积了相当多的经验与实力，李茂升认为，寻求了解车厂需求的半导体业者的协助，会是开拓国外市场的重要关键。

萧怡祺指出，一般来说，汽车从规划到量产约莫需要五年左右甚至是更长的时间，但采用NVIDIA的协助，将有机会缩短至一年半左右。李茂升也提到，如果能大幅缩短开发时间，这对于全球车载资通讯与多媒体娱乐系统的开发，将是一场前所未有的革命。但李茂升也强调，像是ISO 26262或是各大车厂专属的规范，从硬件系统到算法等，都必须通过验证才有意义。

图二 : 消费性电子最大的特色就是变动相当快，但若能在不违背车用安全的情况下，缩短设计时间，其实也是一大利多。此为安泰科技利用NVIDIA应用处理器所开发出的中控台系统。可同时启动双窗口进行环景监控。（摄影：姚嘉洋）

既然车用处理器开始搭载了ARM的处理器核心，

不免俗地又必须看到操作系统业者与车厂之间的关系，

不过，毕竟安全性还是第一优先，苹果与Google等阵营，想要攻进不动如山的汽车产业，也许还要再等等。

处理器核心大跃进 64位渐成主流

值得注意的是，不论是瑞萨或是TI现有的解决方案，针对车载资通讯或是多媒体娱乐，皆是采用相对成熟的28奈米制程。郑曜庭说，以TI目前现有的系列处理器而言，就已经全线采用该制程了，虽然28奈米制程相当成熟，但早在三年前左右，TI就已经规划并确定了这样的 搭配，而在当时，28奈米还是属于相当先进的制程，但是现在已经是相对成熟了。

而瑞萨的下一代产品蓝图，则是预计采用16奈米制程与64位架构的Cortex-A57核心，巧合的是，NVIDIA新一代的车用处理器K1，也搭载了同样的核心，甚至也同时放入了Cortex-A53。对此，郑曜庭认为，重点不在核心架构是32或是64位，重点是该核心与对应的半导体制程，是否能适用在车用系统上？TI不会贸然采用不成熟或是不了解的技术导入车用系统中，但是放眼未来，若64位架构与对应制程已经到了可以符合车用规范的时候，TI也不排除采用64位的处理器核心。

ARM台湾应用工程经理徐达勇也表示，从车载资通讯到多媒体娱乐，已经看到Cortex-A15、A53乃至于A57陆续出现在半导体业者的方案中，ARM的确乐见这样的情况发生，他也同意这类系统的发展，的确会开始沿袭消费性电子的产业特性。至于采用64位核心的理由，徐达勇坦言，直观地看，64位处理器核心的效能的确在32位之上，但主要的理由在于内存的支持方面会大于4GB，这对于系统效能而言，也会有相当大的帮助。至于在制程方面，ARM的处理器核心适用于何种制程，一切取决于合作伙伴的决定，从40奈米到16奈米，对应不同的处理器核心，就会产生不同的组合。

图三 : 在新一代的车用处理器中，瑞萨已经将Cortex-A57与A53纳入产品蓝图中，并预计采用16奈米制程。（Source：瑞萨电子）

需求不同 ADAS设计也有差异

至于ADAS系统的发展，一般来说，只要有提供车载资通讯与多媒体娱乐的半导体业者，ADAS自然大多也不会缺席。只是就解决方案上各有巧妙而已，大体上，ADAS的设计是利用车身前后左右的摄影机来侦测环境影像，再透过算法计算后，将重要信息呈现在中控台，让驾驶了解目前的环境状况为何。ADI汽车电子事业部大中华区系统应用经理沈飞表示，除了芯片设计与研发团队外，ADI还另行建置了系统开发的团队，他们大多来自于车厂与系统的工程师，他们在业界都有相当丰富的实务经验，所以它恰巧扮演了自家芯片设计与车厂或是Tier1业者的桥梁，而这也是其他竞争对手所没有的资源。

沈飞认为，即便是车用的摄影机在不同的位置，基于所摄影的环境与相对的角度不同，或许可以提供对应的处理器，若是用通用处理器来处理车子四周所有的影像，在图像处理的细腻度上，或许就会略逊一筹，所以ADI的策略会针对人物、交通号志与车辆辨识等不同需求，提供对应的方案。

就ADAS系统的设计方式上，有的作法是直接将摄影机的镜头所撷取到的影像直接交由中央专属的ADAS处理器来进行图像处理，有的作法则是在摄影机终端就直接先采取「预处理」，以减少中央处理器的负担，但这种预处理的作法，就与我们所熟知的环景影像合成无关，这方面的工作就会交由中央处理器来负责。沈飞直言，关键不在半导体供货商能提供何种方案，而是就实务上，客户需要的是哪一种设计，而半导体供货商能否满足需求？因为就前端或是后端镜头，根本不需要环景影像整合的能力，但若是ADAS的话，就会需要了。

沈飞进一步提出，即便是在终端图像处理上，客户对于处理能力与芯片尺寸等规格的要求，还是有一定的水平，举例来说，光是一个交通号志辨识的处理能力，一颗处理器需要花费多少运算资源、时间与功耗，这就可以好好加以检视。当然，因应影像分辨率与不同影像侦测功能等需求，客户可以视情况增减处理器的数量。但ADI想表达的是，要实现多种不同影像辨识的功能，并不需要特别豪华的硬件规格才能实现，ADI想提供的，是性价比表现相当优异的方案让客户选用。

图四 : 如果细分来看，ADAS其实也有许多不同需求。（Source：ADI）

消费性操作系统 短时间内难进车厂供应链

至于另一个议题，则是操作系统开始往车用电子领域移动，所产生的竞合关系。我们都很清楚，汽车一直是相当封闭的产业，所以自从汽车开始陆续引进资通讯技术后，操作系统阵营如微软、苹果与Google等，都对于车用操作系统有极高的兴趣，也都各自推出了专属的操作系统或是成立联盟，但也如同前面所谈到的，汽车本来就是相当封闭的产业，再加上操作系统的进入本身就是已经掌握了汽车内部的核心系统，这对于车厂来说无疑是被掐住脖子一般地难受，所以大多的车厂对于以消费性电子出身的阵营的态度都是采取观望的心态。

台湾车载资通讯产业协会秘书长周宗保分析，正因为全球车载资通讯市场已经进入了百家争鸣的时代，所以这种情况是可以预期的，他认为，目前产业的发展走向与当时PC（个人计算机）发展初期是相当类似的，只要能创造市场需求，就如同当时的英特尔与微软的连手一般，车厂与操作系统业者之间竞合势必会出现大一统的态势，这只是时间早晚的问题而已。就智能型手机市场来看，目前就是以iOS与Android两大阵营为主，周宗保认为，为了因应市场需求，车厂有可能低头，妥协采用该两大阵营的操作系统。

郑曜庭的看法则是，车厂与这些操作系统业者之间，的确存在角力的情形，而车厂是否有让步？答案还是有的，不过车厂很明显还是有底线在，车厂的作法是，它们愿意让在自有操作系统上，运行由Google或是苹果所提供的应用程序，尤其是导航或是视听娱乐这类的应用，一方面顾及消费者的使用需求，营造出类似的使用体验。另一方面也顾及到安全性，如果操作系统当机，势必会出现重大的安全性问题，为了能操作系统运作无虞，即便应用程序当掉，也不会危及操作系统本身的运作。

郑曜庭进一步指出，目前全球车载操作系统应以QNX为首，市占率高达七成，福特近期也将新一代的操作系统改为QNX，舍弃了既有的微软的操作系统。理由无它，就是因为车用系统非常在意可靠度与操作系统质量，它不能随时有当机的情形，所以郑曜庭认为，Google与苹果要攻进车厂的供应链，短时间内恐怕还无法看到成效。

图五 : 即便诸多操作系统阵营想要进入车厂供应链，但考虑到安全问题，短时间内似乎还是不得其门而入。（Source：http://homenetworking01.info/）

结论

虽然我们都知道车用电子在汽车上的使用量会逐渐增加，为的是希望在安全性与使用体验方面能有所提升，这也得益于半导体技术在这几年的不断突破，使得封闭的汽车产业，也被打开了个缺口，迎向车用电子所带来的诸多好处。

而可以想见的是，这些好处将因为半导体技术而逐年增加，过去，消费性电子得益于半导体技术而有相当不错的表现，从现在，乃至于未来，这股由半导体技术带动的消费性风潮，也将吹往车载资通讯领域。

注：刊头图片 （Source：arstechnica.com）