車用多核心嵌入式處理器宜從實用、成本考量
- DIGITIMES企劃
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以往車用多媒體應用單純，需處理的應用資料有限，但在更快、更穩定的4G行動通訊、2K/4K優質影音多媒體資源漸增，加上FLAC、WAV等無損音樂已成高品質數位音樂熱門格式，車用娛樂系統核心處理資源必須對等提升，導入異質多核SoC才能應付更複雜的車用嵌入應用需求…
車用電子一向在耐熱、耐震與穩定性要求高於一般家用3C電子產品，相關認證要求更高，因此只要經過認證導入車用的解決方案一經使用就會延續多代車型。
而對於車用影音視聽系統而言，車內影音娛樂產品較講求的是產品的演示效果、搭配前衛新穎的功能設計，對於新興影音娛樂軟體或是功能加值的擴充性要求更高，而多代傳承的嵌入式運算平台解決方案可能不敷所需，至少在平台擴充性與運算效能可能受限解決方案限制，影響多媒體系統延伸支援新的媒體格式效果。
車用娛樂系統 嵌入式應用效能要求漸增
首先，檢視車用娛樂系統平台所需處理的媒體素材來源，才能對應比對嵌入式處理方案在效能、支援特性能否符合系統所需。
新一代車用多媒體系統大多需支援應用軟體、App軟體商城的更新與功能擴充，對此多數研發支援App擴充的車用多媒體平台，大多會選相對較開放的嵌入式應用生態系作為功能支援的切入點，此對Apple iOS相對較封閉的App應用生態系，大多僅能以車用娛樂主機的Apple CarPlay透過類似iOS硬體裝置屏幕擴展的型態延伸應用，使用時終端用戶還須利用傳輸線、自備iOS行動裝置連線使用，在車用娛樂環境因為繁瑣操作可能影響其使用體驗，目前支援車廠與對應車型有限，仍尚待觀察後續車用娛樂方案的實用性與市場接受度。
而對開發車用娛樂系統的第三方業者而言，大多會直接選擇開放授權、且App應用生態系相對較開放的Android系統。選擇Android系統可用的嵌入式平台彈性相對較高，如目前ARM Base的嵌入式處理器系列產品，或是透過系統整合的Intel Atom解決方案，都是相當不錯的選擇。
由於目前ARM Base系列處理器本身在針對智慧行動裝置、智能手機整合已有強勁的使用需求，相關SoC(System on a chip)開發、製造業者也有完整的產品線推出，同時也針對汽車娛樂系統提供對應方案，而在Intel的x86平台下，相關SoC應用方案更有其整合開發資源豐沛優勢，也成為新一代多媒體車用娛樂系統的熱門選項。
車載電子設備設計 需考量高溫？震動？落塵的車用惡劣環境
對於第三方車用娛樂系統開發商或是解決方案提供商，在研製車用娛樂系統平台，一般進入門檻不若關乎安全的車用MCU(Micro Control Unit)要求這麼高，大多僅需符合車用環境的高溫、高震動與耐用度要求，因為不是最重要的電子系統平台，運算、儲存與電控系統並不需要使用最高規零組件，僅需用較3C娛樂系統更高規要求的元件強度、耐用度，就能滿足設備的使用需求，而這類娛樂系統的車用電系安規，也須符合車用環境的基本要求條件，相關規格要求不會跟電控系統要求這麼高，也是想搶進車用電子業者相對容易切入的應用市場。
目前智慧手機、行動裝置因為產品汰換速度快、產品生命週期短，商品在市場上的競爭相當激烈，從智慧裝置的運算處理效能、存儲容量、記憶體裝載量、整合處理器的型號？整合核心數都成為評比產品性價比的關鍵參考指標。
但有別於競爭日趨白熱化的智慧手機市場，車用多媒體娛樂系統的產品生命週期相對較長，消費者換用速度約為常態換車的時程一半，若一般換車週期為6~8年，而多媒體娛樂系統的產品汰換週期至少為3~4年，加上車用多媒體嵌入式運算平台會更要求系統在高溫、高落塵、高震動的車用電子系統環境中穩定運行，對於所使用的解決方案要求會較消費性電子產品更高。
異質多核運算平台不是核心越多越好 應視開發用途與需求而定
以智慧手機Samsung Galaxy S6 Edge為例，其使用的嵌入式運算處理平台解決方案為8核心處理器Exynos 7420解決方案，即為由四組高效能通用處理器核心(運行於2.1GHz時脈)搭配四組高功耗優化的通運處理器核心(運行於1.5Ghz時脈)，利用大？小核心(4核心2.1GHz + 4核心1.5Ghz)，Exynos 7420也是首款擁有AArch32/ AArch64 32位元與64位元架構的嵌入式處理器，Exynos 7420採用A57+A53的big.LITTLE架構，同時整合Mali-T760 MP8 GPU(運行時脈900MHz)最高記憶體頻寬高達25.6GB/s，同時Samsung Galaxy S6 Edge搭配3GB RAM。以此檢視，或許Exynos 7420解決方案在競爭劇烈的智能手機市場，算是極具競爭實力的嵌入式解決方案，但實際上用於汽車多媒體系統，就不見得是最佳方案了。
首先，Exynos 7420解決方案的A57+A53的big.LITTLE架構並非車用多媒體系統所需的必要功能，因為車用多媒體主機電源來自車用電系平台，與智慧行動裝置電源主要由配置電池的狀態不同，車用多媒體主機所耗用的電力在整體車用電系平台上微乎其微、甚至可以忽略不計，對於有無大？小核動態切換並非必須功能。
另，多核心的技術方案，目前市場主流為通用處理器八核？四核整合，運作時脈在2GHz以上，若以2K視頻的硬體解碼若有硬體H.264硬體加速支援，基本上ARM Base的處理核心在2~4核1~1.5GHz以上的運行效能就能滿足系統需求。
基於穩定與成本要求 車載娛樂系統嵌入式平台可選相對成熟的版本導入
基於嵌入式系統的成本、穩定性要求，主流車用娛樂裝置多選用4~8核心、高於1.5GHz的嵌入式處理器SoC。而配置的記憶體、快閃記憶體等，主流頂級規格的智慧手機多配置LPDDR3或LPDDR4 3GB甚至4GB記憶體(Samsung S6 Edge為配置LPDDR4記憶體)，而快閃記憶體容量則高達64GB甚至還有128GB的容量選擇。
但反觀車用娛樂系統的實用導向，多配置高耐熱、等級更高的快閃記憶體，在使用模式需求不若智能手機有大量下載、編輯文件需求，在產品規格多僅配置8~16GB系統快閃記憶體。
車用嵌入式車用娛樂系統，除非是要進行4K視頻錄製，否則運算平台的嵌入式處理器、記憶體在速度與容量上並非運行的性能瓶頸，而第三方車用娛樂系統多屬於售後升級市場，若因為記憶體、處理器配置高檔導致設備成本變高，訂價過高反而成為產品銷售的限制。
若是以車用娛樂系統的實用考量，目前主流配置僅需低成本的Cortex-A7 CPU雙核心解決方案，搭配2GB記憶體就能滿足絕大多數的硬體需求，省下的嵌入式解決方案成本與關鍵零組件成本，可以用在加固PCB的防震、防熱設計優化，或使用更安全的加固鐵件為功能主板做好散熱、穩固載板的設計目的，提升設備的耐用度。
在車用多媒體娛樂系統中，選擇多核心通用處理器、整合GPU與部分視訊影音硬體加速核心，目的在於簡化載板料件數量外，又能同時因為減省電子零組件增加電路載板的耐用度與安全性，多核心處理器並非追求數量上的優勢，而是須針對終端設計對於運算效能、處理媒體素材所需的運算能量多寡而定，並非CPU Benchmark越高就是最佳解決方案。
而對車用多媒體系統而言，僅偶而進行3D地圖導航、HD/FullHD影音視頻播放、FLAC(Free Lossless Audio Codec)/WAV(Waveform Audio File Format)無損音樂播放等需求，並不常用多線程、高耗運算資源的處理運算，採行相對較穩定成熟的嵌入式運算方案，不僅符合車用娛樂系統的成本、設計要求，日後維護產品也具有相對較佳的起點。
