正如今年初我們?cè)贑ES 2020展覽會(huì)上看到的，當(dāng)談及到汽車時(shí)我們將迎接未來(lái)新的發(fā)展。即使在入門級(jí)別的汽車上，集成復(fù)雜圖形功能的高分辨率大型顯示屏將成為標(biāo)準(zhǔn)配置。無(wú)論是類似單個(gè)大型平板的設(shè)備還是超寬的顯示屏，屏幕都將在下一代汽車中占據(jù)主導(dǎo)地位，為了吸引消費(fèi)者注意力以及幫助車企將自己的汽車與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手區(qū)分開(kāi)來(lái)，制造商需要這些集成多功能且極具視覺(jué)吸引力的3D顯示屏——當(dāng)然這就需要高性能低功耗的GPU產(chǎn)品。

CES 2020展覽會(huì)上超寬的汽車顯示屏原型

然而，要制造一款現(xiàn)代化的汽車，那么系統(tǒng)的所有部分都需要根據(jù)相應(yīng)的法規(guī)、安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考慮和設(shè)計(jì)，汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)是ISO 26262。除了硬件本身，還包括軟件，從工具框架供應(yīng)商和操作系統(tǒng)到APIs（應(yīng)用接口）以及與硬件通信的驅(qū)動(dòng)程序。為了達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，所有電子部件都必須是“功能安全”的，在這些設(shè)計(jì)和構(gòu)造中沒(méi)有任何可能由于故障而導(dǎo)致危險(xiǎn)的東西。在汽車行業(yè)術(shù)語(yǔ)中，這意味著如果一個(gè)電子系統(tǒng)發(fā)生故障，汽車可以立即以安全的方式停止或者以故障安全模式運(yùn)行，這樣還可以安全的行駛到某個(gè)地方進(jìn)行修理。ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)包含四個(gè)汽車安全完整性等級(jí)（ASILs），ASIL A是最低等級(jí)，ASIL D則是最高安全等級(jí)。在當(dāng)今的汽車中，3D像素被廣泛應(yīng)用到刻度盤、儀表盤以及攝像頭中。舉個(gè)例子，在環(huán)繞視圖中3D效果起著關(guān)鍵的作用，我們會(huì)越來(lái)越依賴這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)安全停車。因此它不能出現(xiàn)故障，否則會(huì)造成安全風(fēng)險(xiǎn)。雖然GPU已經(jīng)成為功能安全控制器的組成部分，但是還沒(méi)有一款GPU是專門針對(duì)功能安全而設(shè)計(jì)的。顯示屏中對(duì)安全至關(guān)重要的部分，比如速度儀表盤、燃油液位指示器以及高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）警示燈，這些已經(jīng)交由功能安全CPU來(lái)處理了。然而當(dāng)涉及到3D圖形功能時(shí)，CPU的能力要比GPU低一個(gè)數(shù)量級(jí)，這會(huì)大大限制儀表盤設(shè)計(jì)者的能力。

介紹首款安全關(guān)鍵型的高性能GPU驅(qū)動(dòng)程序

為此，Imagination公司一直致力于通過(guò)創(chuàng)建功能安全的圖形系統(tǒng)所需組件來(lái)解決這些問(wèn)題，今年底我們將發(fā)布完整的功能安全且兼容ASIL B標(biāo)準(zhǔn)的GPU產(chǎn)品，為了阻止永久以及瞬態(tài)的故障產(chǎn)生，與此同時(shí)通過(guò)與更廣泛的汽車廠商協(xié)商更多的安全應(yīng)用案例也將被整合在一起。Imagination自豪的宣布發(fā)布首款開(kāi)創(chuàng)性的安全關(guān)鍵型的GPU軟件驅(qū)動(dòng)程序，下面我們展示了一個(gè)基于此構(gòu)建的應(yīng)用案例。

在這個(gè)視頻中我們展示了Imagination OpenGL SC 2.0 API軟件驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)，采用的是汽車級(jí)的器件，集成了我們的GPU（目前應(yīng)用在數(shù)百萬(wàn)輛生產(chǎn)的汽車系統(tǒng)中）。該驅(qū)動(dòng)程序是獨(dú)立開(kāi)發(fā)，符合ISO 26262:2018的標(biāo)準(zhǔn)要求。OpenGL SC是OpenGL ES2.0的一個(gè)安全關(guān)鍵型組件，通過(guò)精簡(jiǎn)刪除了API調(diào)用，否則可能會(huì)無(wú)法獲得ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。OpenGL ES2.0的安全關(guān)鍵配置文件被設(shè)計(jì)為是確定性的和可測(cè)試的?；蛘哂猛庑腥说脑拋?lái)說(shuō)就是忽略那些可能返回不確定性的以及不安全的調(diào)用。因此OpenGL SC是高度可靠的，讓系統(tǒng)制造商能夠利用現(xiàn)代GPU的性能來(lái)創(chuàng)建廣大消費(fèi)者在下一代汽車系統(tǒng)中期望的3D圖形界面。此外，將演示應(yīng)用案例從OpenGL ES 2.0移植到OpenGL SC也非常的簡(jiǎn)單，只用了幾天的時(shí)間就完成了，這證明了該功能安全的3D圖形API易于使用并且不會(huì)限制可視化的效果。

在視頻30秒的地方我們看到安全關(guān)鍵型的代碼在執(zhí)行，我們的PowerVR Tune調(diào)試工具在后臺(tái)運(yùn)行，就像使用傳統(tǒng)的OpenGL ES編寫代碼一樣，在視頻的54秒處我們可以看到紋理表盤背后的3D網(wǎng)格。

推動(dòng)行業(yè)向前發(fā)展

有了這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序我們證明了采用安全關(guān)鍵型的API并不會(huì)妨礙創(chuàng)建外觀漂亮的3D界面。我們正在與應(yīng)用框架公司展開(kāi)密切合作，比如Rightware、Candera，OS（操作系統(tǒng)）公司（比如Greenhill和QNX）。我們接下來(lái)的步驟將是采用我們安全關(guān)鍵型的GPU負(fù)責(zé)ADAS系統(tǒng)的計(jì)算型應(yīng)用。雖然目前我們的OpenGL SC驅(qū)動(dòng)支持圖形顯示，但我們也在將其應(yīng)用到更碎片化的計(jì)算型應(yīng)用領(lǐng)域，目前這些方面還沒(méi)有明確的API可以使用。通過(guò)與合作伙伴以及行業(yè)機(jī)構(gòu)（比如Khronos）的協(xié)同工作，我們正在推出更多符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的安全關(guān)鍵型的計(jì)算應(yīng)用API。當(dāng)然如果你想同時(shí)運(yùn)行一個(gè)采用安全關(guān)鍵型API構(gòu)建的應(yīng)用以及一個(gè)未采用安全關(guān)鍵型API構(gòu)建的應(yīng)用，那么你也是可以在單個(gè)GPU上實(shí)現(xiàn)的，這要感謝HyperLane技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)集成到每一款A(yù)-Series GPU產(chǎn)品中。HyperLane技術(shù)提供了完全硬件隔離的控制通道，因此在同一個(gè)GPU上可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬操作系統(tǒng)，而不會(huì)有任何功能安全的風(fēng)險(xiǎn)。

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