每秒2.3万亿次运算！全球首款车规级NPU监控方案面世

【导读】在汽车智能化浪潮中，驾驶员状态监控正成为守护生命的关键防线。大联大控股旗下友尚集团近日发布革命性DMS解决方案，搭载NXP i.MX 8M Plus处理器与安森美AR0144图像传感器这对黄金组合，通过AI视觉计算重构驾驶安全边界。该方案在硬件层面实现三大突破：14nm工艺NPU带来2.3TOPS算力爆发，全局快门CMOS攻克动态捕捉难题，双ISP架构打造360°无死角监测。数据显示，搭载该系统的测试车辆将分心驾驶识别率提升至98.7%，响应延迟缩短至50ms级，为智能座舱安全树立新标杆。

图示1-大联大友尚基于NXP和onsemi产品的汽车驾驶员监控系统方案的展示板图

随着汽车智能化进程的加速推进，驾驶安全已然成为社会各界高度关注的重点。据相关资料显示，在车辆行驶过程中，疲劳驾驶、分心驾驶等危险行为已成为引发交通事故的关键诱因，不仅威胁着驾乘人员的生命安全，也给道路交通管理带来了严峻挑战。为有效预防此类事故的发生，大联大友尚基于NXP i.MX 8M Plus处理器平台和onsemi AR0144图像传感器推出汽车驾驶员监控系统方案，能够对驾驶员状态进行实时检测和精准分析。

图示2-大联大友尚基于NXP和onsemi产品的汽车驾驶员监控系统方案的场景应用图

本方案通过AR0144图像传感器采集环境图像数据，并借助i.MX 8M Plus处理器进行高效的图像分析和处理。i.MX 8M Plus处理器采用先进的14nm LPC FinFET工艺，支持高达4K的视频解码能力。其四核Arm® Cortex®-A53处理器运行速度高达1.8GHz，并内置一个高达2.3 TOPS的神经处理单元（NPU），提供强大的计算能力。在视觉处理方面，该产品结合双ISP技术，并且支持高动态范围（HDR）以及鱼眼镜头的图像矫正功能。ISP能够同时支持两个高清摄像头实现实时的立体视觉效果，或是支持一个达到12M像素的单摄像头，增加图像清晰度。同时，i.MX 8M Plus还支持多种输入/输出接口，包括高速USB、PCIe、以太网和MIPI CSI等，便于与其他系统组件或外部设备集成。

AR0144是一款1/4英寸1.0 Mp CMOS数字图像传感器，其采用创新的全局快门像素设计，该设计经过优化，可准确快速地捕捉运动场景。且无论是在低光还是明亮的场景中，该传感器都能产生清晰、低噪声的图像。此外，AR0144还支持复杂的相机功能，如自动曝光控制、窗口、跳过行模式、跳过列模式、像素合并以及视频和单帧模式，它可以通过一个简单的双线串行接口进行编程。不仅如此，AR0144还可生成非常清晰、锐利的数字图像，其捕获连续视频和单帧的能力使其成为扫描和工业检测等应用的选择。

图示3-大联大友尚基于NXP和onsemi产品的汽车驾驶员监控系统方案的方块图

得益于i.MX 8M Plus处理器和AR0144图像传感器的强大功能不仅可以提高现有驾驶员监控系统的效率和质量，还可以拓展到更广泛的智能技术应用领域，为未来的技术革新奠定坚实的基础。

核心技术优势：

  ●   高性能处理能力：NXP i.MX 8M Plus处理器采用四核Arm® Cortex®-A53架构，主频高达1.8GHz，能够快速处理复杂的计算任务。此外，内置的神经处理单元（NPU）达到2.3 TOPS，专为AI和机器学习任务设计，增强处理器在图像识别和分析方面的性能；

  ●   高级图像处理功能：onsemi AR0144图像传感器采用全局曝光，具备100万像素的分辨率，在车内抖动的环境中也能捕捉高质量图像；

  ●   多功能接口支持：i.MX 8M Plus支持多种视频和数据传输接口，包括MIPI CSI、PCIe、以太网等，提供灵活的外设连接选项和快速的数据传输能力，便于与其他系统组件或外部设备集成；

  ●   扩展性和灵活性：系统设计允许用户根据需求添加额外的传感器和外设，支持定制化开发，满足特定应用需求，如增加更多的摄像头或集成不同的通信模块；

  ●   强大的图像和视频编解码能力：i.MX 8M Plus内置高效的视频处理单元，支持高达4K视频解码，适合需要高分辨率视频处理的应用，如高端安防监控、智能家居系统等；

  ●   在工业自动化、智能交通等多个领域具有广泛的应用潜力。

方案规格：

主控（NXP i.MX 8M Plus）的规格：

  ●   四核Arm® Cortex®-A53处理器，主频高达1.8GHz，Arm® Cortex®-M7支持800MHz；

  ●   集成神经网络处理单元（NPU），性能达到2.3 TOPS；

  ●   集成2×ISP：

   ○ 375Mpixel/s HDR ISP支持配置，如，12MP@30fps、4kp45或者2×1080p80；

   ○ 内置Vivante GC7000UL 3D GPU；

   ○ 支持最高8GB LPDDR4内存；

   ○ 支持MIPI-DSI、MIPI-CSI、HDMI、LVDS等多种显示和摄像头接口；

   ○ 支持PCIe、Ethernet、USB、I²C、SPI、UART、GPIO等丰富的数据通信接口；

   ○ 高效的H.265/H.264/VP9视频解码能力，支持最高4K分辨率；

   ○ 14nm FinFET工艺，低功耗设计。

Sensor（onsemi AR0144）的规格：

  ●   采用全局曝光，图像分辨率为1M像素；

  ●   支持1280 x 800分辨率的静态图片拍摄；

  ●   支持最高60fps的全分辨率连续拍摄；

  ●   内置Automatic Black Level Calibration（ABLC）；

  ●   采用1/4英寸光学格式，像素尺寸为3.0μm；

  ●   支持双通道MIPI或并行数据接口。

这套融合尖端半导体技术的方案，不仅标志着车载视觉处理进入TOPS算力时代，更预示着智能驾驶安全体系的范式转移。当i.MX 8M Plus的神经网络加速器与AR0144的全局曝光特性深度耦合，系统已突破传统疲劳检测的局限，向情绪识别、手势交互等前沿领域延伸。据产业链消息，该方案正拓展至商用车队管理、智能座舱多模态交互等12个应用场景，预计2026年将带动相关芯片出货量突破500万片。在汽车电子架构向域控制器演进的关键节点，这场由处理器与传感器协同引发的技术变革，正在重新书写智能出行的安全方程式。