中國電子技術網

設為首頁 網站地圖 加入收藏

 
 

汽車SoC將被重塑,IP迎來新變局!

關鍵詞:智能汽車 SoC IP 新能源汽車 自動駕駛

時間:2021-11-03 15:20:57      來源:網絡

隨著新能源汽車和自動駕駛汽車時代的來臨,誕生了ADAS/AD、汽車互聯以及V2X等新應用,這些給汽車架構帶來了新的應用方向,隨著架構的演變,也對汽車SoC提出了新的需求,現在業界認為,一種新的架構將重塑汽車SoC的布局。在這樣的大變局下,汽車級IP又將起到怎樣的作用呢?

隨著新能源汽車和自動駕駛汽車時代的來臨,誕生了ADAS/AD、汽車互聯以及V2X等新應用,這些給汽車架構帶來了新的應用方向,隨著架構的演變,也對汽車SoC提出了新的需求,現在業界認為,一種新的架構將重塑汽車SoC的布局。在這樣的大變局下,汽車級IP又將起到怎樣的作用呢?

汽車Zonal架構出現,汽車IP或將提供助力

現在汽車所需要的傳感器數量和類型越來越多,包括成像、激光雷達和紅外等各種傳感器,去年谷歌的Waymo就使用了29個攝像頭;此外這些新應用對SoC級別的功能安全要求也大幅提高;再者越來越多的人工智能開始應用于車載領域,譬如帶有人工智能的BEV/HEV動力系統SoC,而新的智能傳感器也增加了傳感器SoC設計的難度和復雜度。傳感器數量增多,集成度變高,就需要更高的計算處理能力。

與此同時,汽車架構也迎來了新的應用方向,主要有三大塊:一是ADAS;二是車載娛樂和車互聯等;三是汽車網關。這幾方面的應用側重點也有所不同。ADAS對傳感器的數量、AI推理能力以及圖像處理等性能的要求較高,所以無論是制程方面還是規格上的要求都是最高的,例如現在一些車規處理器已經由16nm開始像7nm和5nm過渡。車載娛樂由于需要承載流暢的用戶操作、顯示交互,性能要求同樣在不斷增大,甚至也在逐漸引入更多一些AI處理,導致在某些前提下,車載娛樂芯片甚至可以替代一些ADAS芯片。而汽車網關則對性能和處理方面沒有ADAS那么高,更側重網絡數據的匯聚和分發,對優先級和實時性有很高的要求。

業界認為,一種新的汽車架構正在重塑汽車SoC的布局。過去的汽車架構分部相對較離散,每輛汽車上約有30-100個ECU做各式各樣的電子操控,并沒有統一的管理機制優化各部件的性能。后來隨著性能的需求增高,只通過增加ECU已經不太現實,于是現在開始越來越多的進行ECU的功能集成,也稱之為Domain 邏輯架構,以此來合理的控制ECU的分布和數量。但是這種方式也相對比較離散,因為其對于整車的布局布線并不是很有利。行業認為未來將演化出一種Zonal物理分區的架構,它不再以邏輯功能來劃分,而是以車的某一個區域來劃分,有多個中央處理芯片互聯互通,更好的做數據處理,而且分區域的劃分方式將離散的ECU能更好的融合,在電源管理方面也可以做集中式管理。

而新的電子架構則要求集成計算和智能傳感器架構的重新設計,需要傳感器之間的融合,提高連接和可升級性,還需要有最高的可靠性、安全性和能效比。在這其中,一個好的汽車IP或將會起到很重要的作用。

汽車IP主要包括接口IP、存儲IP、處理操作IP以及安全IP。細分開來看,在接口IP方面,目前主流的是1Gbps的Ethernet TSN,未來汽車以太網將遷移到2.5Gb、5Gb或10Gb,MIPI聯盟開發長達15米的渠道A-PHY,汽車SerDes聯盟(ASA)定義了15m高速非對稱點-2點通信,高達13Gbps,相互競爭的同時,推動長距離高速數據傳輸接口的演進。在顯示器中主要使用MIPI D-PHY,像無后視鏡顯示這樣的新應用中MIPI DSI是理想選擇。在存儲IP方面,正在由LPDDR4向LPDDR5演進,目前LPDDR4 3200mbps是最流行的,在N7/N5將移動到LPDDR5 6400mbps。在處理IP方面,嵌入式視覺處理器和DSP、功能安全處理器(ASIL BàASIL D)、SoC-level安全架構都在不斷提升,工藝技術從28納米向16 /14納米8 /7納米5納米遷移。保密安全方面的要求也在不斷提高,首先要符合ISO 26262,而且越來越需要ASIL D,還要使用SoC級安全管理器。

新思科技的汽車級IP讓SoC車規認證無憂

新思科技的汽車級數模混合AMS IP被歐洲、北美和日本的32家主要半導體公司選中,在AEC-Q100 Grade 1級別方面的支持,甚至對PPA幾乎沒有影響。新思也是第一家推出ASIL D雙核lockstep處理器和安全管理器架構的公司,在汽車質量管理系統流程要求下,研發IP時充分考慮了硬件隨機故障、AEC Q100可靠性測試等。

據新思介紹,其汽車級IP通過功能安全、可靠性和質量三大方面來降低風險,加速汽車SoC認證。在功能安全方面,可以加速ISO 26262功能安全評估,以確保設計師達到ASIL目標水平。通過增加IP可靠性,新思的汽車級IP可減少SoC AEC-Q100認證的風險和開發時間。

“安全關鍵”系統的設計必須將災難性故障的風險降到最低,并以可預測的方式對故障作出反應。因此,汽車安全完整性等級(ASIL)按照指定潛在風險,分為QM(最低)到D(最高)等多個等級。所有這些系統中的IC必須滿足ISO 26262功能安全要求。新思的 IP產品支持ASIL各個級別,以滿足客戶的應用。

為了滿足ASIL的各個級別,新思為DesignWare汽車IP添加了多種特定的安全機制。

首先是在保護層面,例如一些用戶界面的保護、緩沖保護點、錯誤檢測碼、奇偶校驗保護數據、配置寄存器的奇偶校驗保護、內存保護等等。還有安全冗余層面的保護。還有更進一步的寄存器連接、關鍵模塊的有效性檢查、處理器雙核Lockstep支持等的安全保護。

新思的IP FuSa在開發的整個流程中都有ISO 26262的定義,遵循ASIL系統流程,最高可達到ASIL D的系統級別。這樣的IP將減輕SoC級別對ASIL的認證,同時新思也在不斷持續改進流程,在開發階段他們的IP可對安全關鍵操作的知識產權開發進行新的監測和評估,提高新工作產品和可交付成果。其ARC處理器和接口控制器IP適用于所有ASIL兼容的汽車IP。

新思科技的整個IP事業部獲得了ISO 26262開發流程認證,這就意味著他們可以修訂功能安全開發流程要求。再者,通過第三方認證,滿足ISO 26262的所有適用要求。可以根據ISO 26262 ASIL [B|C|D]兼容產品的修訂開發流程開發和審核汽車知識產權產品,使汽車客戶能夠滿足ISO 26262 ASIL兼容產品的ASIL D系統和隨機要求。

在ADAS領域,新思科技的汽車“Safe與Secure“的架構可以稱為一個可信的SoC執行環境。下圖所示的,紫色部分是新思科技的IP,綠色部分是safety網絡,藍色部分是帶有Fusa認證開發的可信軟件環境。通過綠色的safety bus和safety manager連接整個SoC的各個功能IP,在接口IP上,再通過STAR Memory & Hierarchical系統工具去負載各個控制器,來提供實時評估、測試所有存儲器,邏輯和模擬/混合信號電路等功能。




▲新思科技已經定義了基于多個汽車約定的內部參考溫度配置文件

新思科技的SG已經經過ISO 9001質量認證,SG的質量管理系統能讓他們在世界各地的網站上開發DesignWare的知識產權和工具,幫助確保IP質量,降低集成風險,并加快上市時間。不但能增加對知識產權開發過程的信心,客戶也不再需要執行第二方質量審核。

結語

ADAS作為增長最快的汽車應用,將以19%的年復合增長率增長。在這樣的趨勢下,新思科技提供了完善的ISO 26262安全功能集成到汽車知識產權組合,從接口IP到基礎IP,處理器IP,以及安全IP,都符合ISO 26262 ASIL B和D標準的處理器和控制器,也符合AEC-Q100設計測試和汽車質量管理,這些都將加速汽車SoC認證。

  • 分享到:

 

猜你喜歡

  • 主 題:Nexperia 邏輯IC解決方案在服務器上的應用
  • 時 間:2021.12.28
  • 公 司:arrow&Nexperia

  • 主 題:Sensing the Robotics - ADI傳感技術助力機器人設計
  • 時 間:2022.01.11
  • 公 司:ADI&Digikey

  • 主 題:Fit family 電源連接解決方案
  • 時 間:2022.01.18
  • 公 司:molex&digikey
香蕉视频在线下载|香蕉视频污下载APP污|香蕉短视频