Chi tiết về bộ ISP Mali-C71 mới của ARM - một bước tiến vào tương lai xe tự lái

Cuối tháng Tư vừa qua, ARM Holdings đã cho ra mắt bộ xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP) mới, Mali-C71, sản phẩm đầu tiên trong dòng camera gia đình Mali mới của họ. Dòng sản phẩm này được thiết kế chuyên biệt cho Hệ thống Hỗ trợ Lái xe Cao cấp (ADAS: Advanced Driver Assistance Systems) trong ô tô.

Quá trình chuyển đổi của ngành công nghiệp ô tô đang được dẫn dắt bởi silicon, chứ không phải thép, đó là lý do tại sao chúng ta thấy Tesla có giá trị hơn cả General Motors. Bộ xử lý tín hiệu hình ảnh ISP chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu pixel thô để hiển thị, giải mã và xa hơn nữa là xử lý thị giác máy tính. Các ISP hiện đã có mặt trên hầu hết các thiết bị điện tử với chiếc máy ảnh, bao gồm cả những chiếc xe tự lái như của Tesla.

Về cơ bản, các ISP nằm bên trong một con chip SoC, nhưng không nhất thiết phải nằm bên trong module máy ảnh với các cảm biến hình ảnh và ống kính. Một con chip SoC tích hợp ADAS lớn có khả năng tập trung và xử lý hình ảnh cho toàn bộ chiếc ô tô.

Nhiều tiến bộ công nghệ mới cho lĩnh vực xe tự lái mà chúng ta đang thấy ngày nay như, lái xe tự động, hệ thống bảo vệ người đi bộ và camera thay thế gương chiếu hậu, đều đòi hỏi những khả năng xử lý hình ảnh mạnh mẽ trong thiết bị. Đây cũng là những tính năng mà ARM cho rằng con chip Mali-C71 của họ sẽ mang đến thị trường.

Hình ảnh rõ nét hơn trên gương kỹ thuật số với bộ ISP Mali-C71 của ARM (hình dưới).

Đáng chú ý hơn khi đây là bộ xử lý hình ảnh đầu tiên mà ARM đưa ra kể từ khi thâu tóm công ty chuyên về xử lý hình ảnh và thị giác máy tính nhúng, Apical, vào tháng Năm 2016. Mali-C71 là thành quả đầu tiên của thương vụ sáp nhập này. Và nó đang cho thấy một bước đi đúng đắn của ARM cho tương lai.

An toàn với nhiều máy ảnh có độ phân giải cao hơn

Những chiếc xe cao cấp trong tương lai không xa sẽ cần tích hợp trong nó nhiều camera nhất có thể - có thể đến hơn 10 chiếc trong một chiếc xe ô tô. Đây có vẻ là một con số điên rồ nhưng nếu bạn nghĩ đến việc bạn sẽ cần 4 chiếc camera ở mỗi góc ô tô, 2 chiếc ở bên cạnh, 2 chiếc thay thế gương, 2 chiếc trên nóc xe để nhìn đằng trước và sau, và một chiếc camera cho lái xe, bạn sẽ thấy 10 chiếc camera có thể còn không đủ.

Không những vậy, đây còn là các camera phức tạp, có khả năng phân tích và xử lý các điều kiện ánh sáng và thời tiết bất thường. Bạn muốn có thể phát hiện tất cả các yếu tố trong khung cảnh mà bạn đang chụp lại – từ một người bộ hành đang đứng trong bóng râm cho tới một con cún con đang đứng trong giông bão – con chip mới của ARM có thể là điều bạn cần.

Mali-C71 mang đến tính năng dải tương phản động siêu rộng (Ultra Wide Dynamic Range) tới mức ấn tượng với 24 điểm stop (các bước điều chỉnh của cửa trập máy ảnh), và trong một số trường hợp, nó còn nhận biết hình ảnh chi tiết hơn cả mắt người. Hiện tại, những chiếc máy ảnh DSLR tốt nhất mới chỉ đạt được khoảng 15 điểm stop, do đó con số này chắc chắn cao hơn hẳn bất kỳ chiếc smartphone nào ngày nay.

Sau khi Mali-C71 loại bỏ các nhiễu và xử lý hàng loạt mức phơi sáng trong một chiếc máy ảnh, một khung hình tương phản động siêu rộng sẽ được tạo ra và gửi tới màn hình hiển thị hoặc một engine thị giác máy tính như CPU, GPU, FPGA ha ASIC.

Ưu điểm của tính năng dải tương phản động siêu rộng Ultra Wide Dynamic Range trên Mali-C71.

Các thế hệ ISP tiếp theo có thể tự tạo ra dữ liệu để hiển thị, đồng thời engine thị giác máy tính cùng xử lý dữ liệu đó để việc ra quyết định được thực hiện nhanh hơn. ARM cho biết một thế mạnh quan trọng của ISP Mali-C71 là nó có khả năng cung cấp hai luồng dữ liệu đầu ra từ một hình ảnh duy nhất.

Tất cả những điều này phải đạt được các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về an toàn cho ô tô. Trong khi đó, ARM cho biết, trong quá trình thiết kế và xây dựng từ đầu bộ ISP Mali-C71 cho hệ thống ADAS này, thách thức trên đã được tính đến. Mali-C71 được cho biết có độ trễ thấp và khả năng phát hiện lỗi, và bên trong nó có hơn 300 mạch phát hiện lỗi chuyên biệt nhằm đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và độ tin cậy cao nhất của ASIL (Bộ tiêu chuẩn thống nhất về an toàn ô tô).

Tổng kết

Với những tính năng kể trên, Mali-C71 không chỉ là một ISP ấn tượng mà nó còn cho thấy định hướng tăng trưởng hợp lý về sáng chế của ARM. Đây đang là một lĩnh vực đầy nóng bỏng và có đóng góp quan trọng cho ARM để tiếp tục nâng cấp ISP này theo thời gian. Trong tương lai, Mali-C71 hay những người kế nhiệm nó có thể sẽ xuất hiện trên các thiết bị tự lái khác như drone hay robot.

Chức năng của các ISP đang ngày càng trở nên tập trung hơn trong một con chip SoC tích hợp ADAS, ARM tuyên bố rằng Mali-C71 sẽ là ISP đầu tiên thành công trong việc thực thi tác vụ xử lý nhiều luồng dữ liệu đầu ra song song và tích hợp các tính năng an toàn trong một SoC.

Nếu nó hoạt động như những gì công ty tuyên bố, Mali-C71 có khả năng sẽ đưa ARM đi trước các đối thủ khác trong ngành công nghiệp điện toán tự động thế hệ tiếp theo. Đó gần như là điều gần như không thể tránh khỏi khi ngành công nghiệp ô tô cần có những thiết bị đó để đáp ứng nhu cầu đang tăng lên nhanh chóng.

Tham khảo Forbes