針對汽車應用的信號處理器
在當今的汽車系統(tǒng)中，有很多類型的芯片用于完成信號處理任務，從8位MCU到DSP，再到FPGA。在信號處理扮演重要角色的系統(tǒng)中，8位和16位MCU現(xiàn)已不常被采用，因為它們的處理性能有限。為降低成本，系統(tǒng)開發(fā)商往往選擇那些性能正好夠用的處理器。但對某些應用，預留一些性能空間是比較明智的，尤其是車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)，更能從這一性能空間的靈活性中獲益，因為有些功能應用（如語音識別、導航及音頻控制）在選擇處理器時發(fā)展得尚不完善。
32位嵌入式通用處理器（GPP）一般用于中等性能要求的汽車信號處理控制系統(tǒng)。這一檔次的處理器一般采用RISC結(jié)構，所用指令簡單、普通且?guī)缀鯚o并行指令。GPP在強調(diào)決策和控制流變化的算法處理上特別有效，但許多情況下其信號處理性能也不錯。此外，GPP也是很好的編譯對象。與一些難于編譯的特殊DSP結(jié)構相比，GPP編譯代碼是相當有效的。流行的32位GPP結(jié)構（比如MIPS、ARM和PowerPC）已廣泛應用于汽車和非汽車應用系統(tǒng)。
市場的廣泛認可所帶來的優(yōu)勢包括豐富的第三方軟件組件供應和強大的開發(fā)工具支持。這一類別的處理器包括德州儀器的TMS470系列（基于ARM7內(nèi)核）和飛思卡爾的MPC500系列（基于PowerPC內(nèi)核）。這兩種處理器都在32位通用處理器內(nèi)核上集成了汽車專用外設。飛思卡爾的MPC500系列處理器集成了外設、存儲器和專用I/O接口，主要針對引擎和變速控制應用，它帶有大容量的閃存、多個CAN接口、一個Nexus調(diào)試接口、多個ADC，以及多個先進的定時模塊。
DSP、DSP/GPP混合器件以及DSP增強型GPP一般用于車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)及需要信號處理功能的控制系統(tǒng)。這些處理器帶有特殊的功能，包括多積聚硬件、大容量存儲帶寬，以及采用多運行算法的指令。這些特性綜合起來，可大大加速數(shù)字信號處理算法，比同樣時鐘速率的GPP要快得多。
DSP/GPP混合器件及DSP增強型GPP意在集成DSP和GPP的最佳特性：DSP的信號處理功能以及GPP在決策密集型算法和編譯代碼中的高效率。這種功能組合對那些既要求信號處理又需要決策處理的系統(tǒng)尤其重要。這類處理器包括德州儀器的TMS320C2000系列、飛思卡爾的MC56F83xx系列、瑞薩的SH7760，以及模擬器件公司的ADSP-BF53x（Blackfin系列）。
FPGA似乎不大適合汽車處理應用，因為它們一向以昂貴著稱。然而，最近幾年FPGA供應商推出了一系列低成本、高效率的器件，使得FPGA也成為汽車系統(tǒng)的可選方案。與傳統(tǒng)的固定結(jié)構處理器（比如DSP和GPP）不同，F(xiàn)PGA不受預先設定的指令集限制。相反，F(xiàn)PGA可為系統(tǒng)設計者提供極大的設計靈活性，以便開發(fā)適于特定應用的處理結(jié)構。
由于FPGA具有強大的并行處理能力，其信號處理速度比最快的固定結(jié)構處理器還要快。但高性能是要付出代價的：基于FPGA的信號處理系統(tǒng)的開發(fā)成本要比固定結(jié)構軟件開發(fā)的成本高得多。雖然FPGA在汽車系統(tǒng)中的作用會逐漸擴大，但目前它主要用于車內(nèi)信息娛樂系統(tǒng)的接口。當然，一旦FPGA進入汽車系統(tǒng)，它就會有更多其它用途，有可能會替代其它系統(tǒng)組件的功能。
例如，隨著用FPGA實現(xiàn)“軟”處理器內(nèi)核的出現(xiàn)，就像Altera的Nios II和賽靈思的MicroBlaze（二者都是32位RISC處理器內(nèi)核），微處理器可能會更多地采用FPGA實現(xiàn)，而不是單獨的芯片。這樣可節(jié)省成本，因為軟核可以定制（設計者可以包括和剔除某些特性，也可以在功能和資源消耗上左右取舍），而且還易于實現(xiàn)與采用FPGA結(jié)構的專用硬件（比如特定算法加速器)的接口。
數(shù)字信號處理器遍布汽車各個角落
隨著汽車應用的電動和電控程度越來越高，數(shù)字信號處理將遍布汽車的各個角落。那些已經(jīng)采用數(shù)字信號處理的應用將會增加計算負荷，從而促使新一代高性能汽車處理器的發(fā)展。例如，飛思卡爾新型MCP5554處理器的運行速度是其前一代產(chǎn)品MPC566的兩倍，而且新增的SIMD指令執(zhí)行功能可進一步提高其信號處理性能。
數(shù)字信號處理在汽車領域的新應用既包括需要高信號處理性能的計算密集型應用（如車道跟蹤系統(tǒng)），也包括僅需一般處理性能的應用（如胎壓監(jiān)控系統(tǒng)－TPMS）。面向汽車信號處理應用的處理器具有很寬的性能范圍，而且將來更會趨于多樣化�；谝曨l的安全和信息娛樂系統(tǒng)等高端應用將需要更高的信號處理性能，而TPMS等低端應用則需要節(jié)能高效的處理性能。
更多的處理器，更廣的性能范圍，這一趨勢何時是盡頭？也許要等到嵌入式處理器滲透到汽車系統(tǒng)的每一個角落。想象一下這一場景：除了集成進每個輪胎的氣壓監(jiān)控器外（新型汽車將會強制實施），每個輪胎還內(nèi)置一個處理器用于收集和轉(zhuǎn)發(fā)關于其狀態(tài)和性能的信息。例如，輪胎可能會自動發(fā)出警告：“這是右前方輪胎，我注意到路面是濕的，但我的胎面花紋深度不足以應付這種狀況�！�
你也許認為這有點太超前，但在汽車系統(tǒng)中采用更多的處理器將是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。鑒于半導體產(chǎn)品的成本不斷降低，以及智能汽車器件的潛在好處，可以預見有一天我們的汽車將配有智能輪胎。
