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當前自動駕駛領域的三大主流芯片架構主要包括GPU(圖形處理器)、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)和ASIC(特定應用集成電路)。以下是對這三種芯片架構的詳細解析:
特點:GPU是一種專為處理圖像和并行計算而設計的處理器,擁有大量的計算單元(ALU),能夠執(zhí)行大規(guī)模的并行計算任務。GPU的眾核體系結構包含幾千個流處理器,可將運算并行化執(zhí)行,從而大幅縮短模型的運算時間。
應用:在自動駕駛領域,GPU廣泛應用于深度學習模型的訓練和推理過程中?;谏疃葘W習的人工智能技術被廣泛應用于計算機視覺、自然語言處理、傳感器融合、目標識別等自動駕駛的關鍵領域。GPU的并行計算能力使其成為加速這些計算密集型任務的重要工具。
優(yōu)勢:與CPU相比,GPU在處理大規(guī)模并行數(shù)據(jù)方面具有顯著優(yōu)勢。在深度學習模型的訓練中,GPU能夠提供更高的計算效率和更低的成本。
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即現(xiàn)場可編程門陣列,它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產物。它是作為專用集成電路領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。
FPGA芯片主要由6部分完成,分別為:可編程輸入輸出單元、基本可編程邏輯單元、完整的時鐘管理、嵌入塊式RAM、豐富的布線資源、內嵌的底層功能單元和內嵌專用硬件模塊。目前主流的FPGA仍是基于查找表技術的,已經(jīng)遠遠超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能(如RAM、時鐘管理和DSP)的硬核(ASIC型)模塊。
特點:FPGA是一種半定制電路,用戶可以根據(jù)需要對其進行編程以實現(xiàn)特定的功能。FPGA具有高度的靈活性和可重構性,能夠適應不同的應用場景和算法需求。
應用:在自動駕駛領域,F(xiàn)PGA可以用于實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的預處理、特征提取、目標檢測等任務。其可編程性使得FPGA能夠根據(jù)不同的自動駕駛算法進行優(yōu)化和定制。
優(yōu)勢:FPGA的靈活性和可重構性使其能夠適應自動駕駛技術的快速發(fā)展和變化。同時,F(xiàn)PGA的低功耗和高效能也使得其成為自動駕駛系統(tǒng)中的重要組成部分。
FPGA工作原理
由于FPGA需要被反復燒寫,它實現(xiàn)組合邏輯的基本結構不可能像ASIC那樣通過固定的與非門來完成,而只能采用一種易 于反復配置的結構。查找表可以很好地滿足這一要求,目前主流FPGA都采用了基于SRAM工藝的查找表結構,也有一些軍品和宇航級FPGA采用Flash或者熔絲與反熔絲工藝的查找表結構。通過燒寫文件改變查找表內容的方法來實現(xiàn)對FPGA的重復配置。
查找表(Look-Up-Table)簡稱為LUT,LUT本質上就是一個RAM。目前FPGA中多使用4輸入的LUT,所以每一個LUT可以看成一個有4位地址線的RAM。當用戶通過原理圖或HDL語言描述了一個邏輯電路以后,PLD/FPGA開發(fā)軟件會自動計算邏輯電路的所有可能結果,并把真值表(即結果)事先寫入RAM,這樣,每輸入一個信號進行邏輯運算就等于輸入一個地址進行查表,找出地址對應的內容,然后輸出即可。
特點:ASIC是為特定應用場景定制的集成電路,具有高度的專用性和優(yōu)化性。ASIC的設計和制造過程復雜且成本高昂,但一旦制成,其性能和功耗將遠優(yōu)于通用型芯片。
應用:在自動駕駛領域,ASIC通常用于實現(xiàn)高度集成和優(yōu)化的自動駕駛算法和功能。例如,ASIC可以用于實現(xiàn)自動駕駛系統(tǒng)中的感知、決策、控制等關鍵任務。
優(yōu)勢:ASIC的專用性和優(yōu)化性使其能夠提供極高的計算性能和能效比。在自動駕駛系統(tǒng)中,ASIC能夠顯著降低功耗和成本,并提升系統(tǒng)的整體性能和可靠性。
水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質在所有污染物中的占據(jù)主導,從產品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發(fā)接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。
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綜上所述,GPU、FPGA和ASIC是當前自動駕駛領域的三大主流芯片架構。它們各自具有獨特的特點和優(yōu)勢,并在自動駕駛系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。隨著自動駕駛技術的不斷發(fā)展和成熟,這三種芯片架構將繼續(xù)在自動駕駛領域發(fā)揮重要作用,并推動自動駕駛技術的進一步創(chuàng)新和發(fā)展。