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当前自动驾驶领域的三大主流芯片架构主要包括GPU(图形处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)和ASIC(特定应用集成电路)。以下是对这三种芯片架构的详细解析:
特点:GPU是一种专为处理图像和并行计算而设计的处理器,拥有大量的计算单元(ALU),能够执行大规模的并行计算任务。GPU的众核体系结构包含几千个流处理器,可将运算并行化执行,从而大幅缩短模型的运算时间。
应用:在自动驾驶领域,GPU广泛应用于深度学习模型的训练和推理过程中。基于深度学习的人工智能技术被广泛应用于计算机视觉、自然语言处理、传感器融合、目标识别等自动驾驶的关键领域。GPU的并行计算能力使其成为加速这些计算密集型任务的重要工具。
优势:与CPU相比,GPU在处理大规模并行数据方面具有显著优势。在深度学习模型的训练中,GPU能够提供更高的计算效率和更低的成本。
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
FPGA芯片主要由6部分完成,分别为:可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM、丰富的布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块。目前主流的FPGA仍是基于查找表技术的,已经远远超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能(如RAM、时钟管理和DSP)的硬核(ASIC型)模块。
特点:FPGA是一种半定制电路,用户可以根据需要对其进行编程以实现特定的功能。FPGA具有高度的灵活性和可重构性,能够适应不同的应用场景和算法需求。
应用:在自动驾驶领域,FPGA可以用于实现传感器数据的预处理、特征提取、目标检测等任务。其可编程性使得FPGA能够根据不同的自动驾驶算法进行优化和定制。
优势:FPGA的灵活性和可重构性使其能够适应自动驾驶技术的快速发展和变化。同时,FPGA的低功耗和高效能也使得其成为自动驾驶系统中的重要组成部分。
FPGA工作原理
由于FPGA需要被反复烧写,它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成,而只能采用一种易 于反复配置的结构。查找表可以很好地满足这一要求,目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构,也有一些军品和宇航级FPGA采用Flash或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对FPGA的重复配置。
查找表(Look-Up-Table)简称为LUT,LUT本质上就是一个RAM。目前FPGA中多使用4输入的LUT,所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的RAM。当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后,PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果,并把真值表(即结果)事先写入RAM,这样,每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表,找出地址对应的内容,然后输出即可。
特点:ASIC是为特定应用场景定制的集成电路,具有高度的专用性和优化性。ASIC的设计和制造过程复杂且成本高昂,但一旦制成,其性能和功耗将远优于通用型芯片。
应用:在自动驾驶领域,ASIC通常用于实现高度集成和优化的自动驾驶算法和功能。例如,ASIC可以用于实现自动驾驶系统中的感知、决策、控制等关键任务。
优势:ASIC的专用性和优化性使其能够提供极高的计算性能和能效比。在自动驾驶系统中,ASIC能够显著降低功耗和成本,并提升系统的整体性能和可靠性。
水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。
污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。
这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。
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综上所述,GPU、FPGA和ASIC是当前自动驾驶领域的三大主流芯片架构。它们各自具有独特的特点和优势,并在自动驾驶系统的不同环节中发挥着重要作用。随着自动驾驶技术的不断发展和成熟,这三种芯片架构将继续在自动驾驶领域发挥重要作用,并推动自动驾驶技术的进一步创新和发展。