【智行安全】基于Synaptics SL1680的AI疲劳驾驶检测方案

随著车载技术的快速进步，驾驶安全越来越受到重视，而疲劳驾驶是造成交通事故的重要原因之一。传统的驾驶监控技术因精度不足或反应迟缓，无法满足实时监测需求。因此，结合人工智能技术的疲劳驾驶检测系统成为行业新方向，旨在提供高效、精准的驾驶员行为监测，降低事故风险。

Synaptics SL1680 作为一款高性能、低功耗的 AI 原生 SoC，为驾驶安全解决方案提供了稳定的硬件基础，加上先进的 AI 模型，可以实现实时、精准的疲劳驾驶检测。

► Synaptics SL1680介绍

Astra Machina Foundation 系列评估套件能够轻松且快速地为 Synaptics SL 系列多模式嵌入式处理器进行原型设计。其模组化设计包含可交换的核心运算模组、通用 I/O 板，以及用于连接、调试与灵活 I/O 选项的子卡，具备极高的可扩展性和便利性。

Synaptics Astra SL 系列是一系列高度整合的 AI 原生 Linux 和 Android 系统级芯片 (SoC)，专为多模式消费者、企业及工业物联网 (IoT) 工作负载进行最佳化。该系列配备了硬件加速器，可支持边缘推理、安全性需求、图形处理、视觉运算和音讯应用。

SL1680 SoC 整合了高效能运算引擎，包括四核心的 Arm® Cortex®-A73 64 位元 CPU 子系统、7.9+ TOPS 的神经网络处理单元 (NPU)，以及专为高级图形和 AI 加速设计的高效、多功能 GPU。此外，该 SoC 还具备用于影像信号处理 (ISP)、4K 视讯编解码以及音讯加速的硬件模组。SL1680 的设计结合了高效能与功能整合，为设备制造商提供灵活的解决方案，以满足物联网细分市场的多模式应用需求，并兼顾不同价格区间。

开发板组件的定义：
1. Astra Machina：具有核心模组、I/O 板和支援的子卡的组合系统
2. 核心模组：处理器子系统模组，关键元件包括SL1680、eMMC和LPDDR4x。
3. I/O 板：通用基板，包括各种标准硬体界面、按钮、接头连接器和电源输入。
4. 子卡：用于支援各种功能的附加板，例如连接、侦错和其他灵活的 I/O 选项。

►执行方案程式

基于 Synaptics SL1680 的 AI 疲劳驾驶检测方案结合高性能 SoC 与先进 AI 模型，实现即时驾驶员行为检测。方案为车载应用提供了一套安全、可靠且经济的解决方案，可广泛应用于多类驾驶场景，有助于提升行车安全，降低事故风险。

1. 驾驶员行为检测
@ 闭眼持续时间监测：检测驾驶员闭眼的频率与时长，判断是否处于疲劳状态。
@ 打哈欠行为检测：通过嘴部运动模式分析，判断驾驶员是否疲劳。
2. 实时警报与提示
@ 当检测到疲劳驾驶行为时，系统会发出声音警告、震动提醒或将数据上传至车载系统进行可视化提示。
3. 数据存储与分析
@ 录制驾驶行为数据，支持后续的行为分析、报告生成与安全优化。
4. 导航
@ 使用Google Map APP导航至临近休息地点。

►参考资料

SL1680 Embedded IoT Processor
Synaptics Documentation

欲取得详细资料者，请联络诠鼎Synaptics PM：
姓名：Ben Lin
邮件：bentp.lin@aitgroup.com.tw

►Q&A

Q: Synaptics SL1680 的主要功能是什么？
A: 提供 AI 推理加速、多媒体处理和边缘计算能力，适用于智慧车载和物联网应用

Q: 它可以处理 4K 视讯吗？
A: 可以，支持 H.264 和 H.265 标准的 4K 视讯编码和解码。

Q: 它的处理器架构是什么？
A: 配备四核心 Arm Cortex-A73 和 7.9+ TOPS 的 NPU。

Q: 支援多摄像头输入吗？
A: 是，内建 ISP，可支持多摄像头输入，用于多视角应用。

Q: SL1680 是否支持即时 AI 推理？
A: 支持，内建 NPU 可实现即时推理，支持 TensorFlow Lite、ONNX 等框架，可高效运行 YOLOv8 等 AI 模型，适合低延迟场景。

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1. 高效能处理架构
@ 搭载四核心 Arm® Cortex®-A73处理器，为计算密集型任务提供强大的处理能力，适合多任务并行执行和复杂工作负载。
@ 支持主流 AI 框架（如 TensorFlow Lite、ONNX和YOLO），支持量化模型运行，进一步提升效率。

2. 高度整合的多媒体处理能力
@ 配备支持高级图形处理和 AI 加速的 GPU，适用于高画质用户界面和复杂的视觉应用。
@ 支持 H.264 和 H.265 等标准的 4K 视讯编码与解码，实现流畅的多媒体处理，适用于车载显示、流媒体播放等应用。

3. 边缘 AI 计算能力
@ 支持 AI 模型的本地推理，降低对云端依赖，实现低延迟的即时响应，提升安全性与用户体验。
@ 配备多种专用硬件加速器，针对特定计算需求进行优化，例如图像处理、视觉推理和音讯处理等。

4. 多样化的 I/O 支持与扩展性
@ 多种类型的 I/O 接口（如 USB、PCIe、I²C、SPI 等）。
@ 支持多摄像头输入，满足车载、监控等多视角应用需求。

►方案规格

核心模组主要组件：
1. Synaptics SL1680 四核心 Arm Cortex-A73 嵌入式物联网处理器，最高频率达 2.1 GHz
2. 储存空间：eMMC 5.1 (16 GB)
3. 记忆体：透过两颗 x32 16 Gbit LPDDR4x，提供 x64 4 GB 系统记忆体
4. 电源管理 IC (PMIC)：两个支持 Vcore 和 Vcpu 电源轨的动态电压与频率调整 (DVFS)
5. HDMI Micro Rx 界面：V2.1 规格，支援 HDCP 2.2，可提供最高 4K60p 视讯和进阶音效
6. SD 卡插槽

I/O 板主要组件：
1. HDMI Type-A Tx 界面：V2.1 规格，支援 HDCP 2.2，可提供最高 4K60p 视讯和进阶音效
2. M.2 E-key 2230 插槽：支援 SDIO、PCIe、UART 用于 Wi-Fi/BT 模组
3. USB 3.0 Type-A：4 个埠，支援主机模式，传输速率达 SuperSpeed
4. USB 2.0 Type-C：支援 OTG 主机或外设模式，传输速率达 Hi-Speed
5. 按钮：用于 USB-BOOT 选择和系统重置 (RESET)
6. 2pin 接头：用于 SD-BOOT 选择

扩充子卡界面选项：
1. MIPI DSI：22-pin FPC 界面，支援 4 通道 DSI，并具备 I2C 和 GPIO，适用于最高 4K30p/2K60p 显示面板
2. MIPI CSI-2：提供两个 FPC 界面，CSI0 为 22-pin 支援 4 通道，CSI1 为 15-pin 支援 2 通道，每个界面皆具备 I2C 和 GPIO，适用于最高 4K60p（单摄像头）或 4K30p（双摄像头）
3. JTAG 子卡：用于除错
4. 40-pin 接头：提供额外功能
5. 4-pin PoE+ 子卡：支援新增的电压调节模组，符合 PoE+ Type2 (802.3at) 规范的电源设备。提供 25.5W（第 4 类）于 I/O 板 40-pin 接头的 5V 电源
6. 4-pin 接头：用于 PWM 主动式风扇
7. Type-C 电源供应：提供 15V @ 1.8A