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恩智浦S32X下一代車用處理器平臺 具有高度可擴展性

發布時間:2017-10-18   閱讀:55次


作為全球最大的汽車半導體供應商,恩智浦最近發布了全新一代處理器平臺S32X,這是業界首款平臺化,完全可擴展的汽車計算架構,目標市場為針對互聯汽車、電動汽車和自動駕駛汽車等未來全新概念汽車。S32X處理平臺涵蓋從512kB嵌入式NVM的M級處理器直到運行DDR內存的1GHz A級處理器。



恩智浦S32X平臺所專注的車內目標應用


汽車行業面臨著的挑戰

隨著互聯通信、自動駕駛以及電氣化的需求與日俱增,汽車需要采集、存儲與處理的數據量越來越多,恩智浦副總裁兼汽車微控制器和處理器業務線全球市場及分銷總經理Ross McOuat表示,現有的豪華車內包含的程序超過了1億行,而對比其他系統,比如波音787的代碼量不過才2千萬到3千萬行。 而隨著汽車行業近幾年的快速發展,程序的增長量不再是簡單的線性增長,而是呈指數型加速增長。



如圖所示,汽車的軟件量超過了所有嵌入式應用,甚至超過了計算應用


“我們有理由相信未來五年汽車行業軟件的復雜程度將進一步激增,對于汽車生產廠商最主要的一個挑戰,就是將來自不同的軟件公司,不同供應商的多個軟件系統,集成在一輛汽車里。這就對汽車整車生產廠商提出了更大的挑戰,他們不得不耗費更多的軟件開發方面的資源,新車上市的時間也被延長了。”Ross表示。

Ross舉例道:“有個歐洲的高端汽車的OEM廠商,它希望在提供應用給消費者的時候無論是內存還是處理器都需要有50%的余量,這樣就可以確保未來汽車有不斷更新的能力,畢竟在消費者購買豪華車之后,無論是車廠還是消費者都希望在汽車生命周期中,有不斷的升級空間,可以接受一些新的功能、新的性能和新的服務,從而產生新的收入,平臺化的處理器可以給汽車廠商和消費者更大的選擇空間。“

而除了軟件系統之外,為了應對新的挑戰,汽車內部車載網絡架構也變得越來越復雜。傳統的分布式汽車架構,通過增加新的功能模塊來應對新的需求。這種架構只適合汽車內部的各個獨立子系統,比如說車輪不會受到傳感器的影響,發動機不會受到車內導航系統的影響。“而隨著車身內部不同的應用之間通信不斷加強,很顯然我們就需要一種更加復雜、更加結構化的平臺,也就是高性能域架構。”Ross表示。

Ross還強調,汽車行業在軟件方面的挑戰主要是集成的挑戰,目前單一應用或者功能的軟件已經做到很完美了,但是未來隨著架構的變化,尤其是到了無人駕駛領域,伴隨著不同應用之間的集成,需要每一個應用能夠和整個環境里其它應用完美配合,這就使得軟件的復雜程度變得格外高。現在從一些客戶的反饋來看,在一個新的應用開發成本當中,軟件的開發成本要占到七成到八成。這也是恩智浦為何要下大力度推出平臺化產品的原因,幫助客戶從效率或過程流程等方面進行簡化。

另外一個挑戰是來自OTA方面的挑戰,在架構改變之后,硬件和軟件系統之間都是存在著不匹配性的,這樣就使得更新變得困難,而且不同的應用之間也很難實現有效的擴展,需要高性能域架構具備更強大的網絡能力,尤其是具有OTA功能,這就要求平臺更加的安全有保障。

Ross舉例道:“比如十年前的豪華車儀表盤的按鍵最多要超過100個,每一個按鍵對應車內的某個系統,而現在的豪華車所有按鈕都不見了,取而代之的是軟件界面,用戶可以根據自身喜好輕松進行修改,此外還可以通過OTA增加新的功能,而無須將汽車開到修理廠進行人工安裝。”據悉,到2022年整個世界汽車生產企業,通過使用OTA無線更新的方式,將能夠每一年節約350億美元的成本。

另外車廠的多元化也是當前汽車市場的重要變化,隨著越來越多行業新進者,他們需要快速搶占市場,因此更接受直接以全新架構來設計,而對于傳統廠商來說,因為需要考慮兼顧以往,因此往往采用循序漸進的方式。“但不管哪一類廠商,要求都是一樣的,那就是更高的安全性、更高的安保性以及更高的移動性。”Ross總結道。

恩智浦全新平臺是如何應對挑戰的

“我們對包括MCU微控制器和MPU微處理器在內的硬件做了全新的再工程化的工作,包括硬件IP或者知識產權都進行了更改,以確保在汽車內部各個不同的域之間保持一貫的使用體驗和性能。”Ross表示,得益于恩智浦在汽車領域的多年耕耘積累,將高性能的IP進行平臺化集成改造后,S32X性能相比較目前市面上現有最高水平的微控制器性能高10倍。與此同時,由于采用了相同的基礎處理器架構,因此軟件開發所需要的時間大大縮短,一個單獨域內軟件開發的時間縮短90%,域與域之間需要溝通的軟件開發時間減少40%。Ross特別強調到,恩智浦是業內首先在ARM Cortex-A系列產品實現ASIL-D安全標準的廠家。



如圖所示,通過平臺化策略,可以保證軟硬件的重復利用率,借此節約開發周期。



如圖所示,S32X平臺目前的藍圖顯示,未來恩智浦會在S32X平臺上衍生出至少6款產品,涵蓋不同領域。
    
Ross強調,恩智浦除了在車載功能安全方面,在數據保護的安全領域,也擁有較高水平,這就保證了OTA升級時候的安全性,以及整車數據的安全性。”未來OTA必須要確保安全性,目前一些高檔車輛的OTA主要是用來升級導航地圖、車載信息娛樂系統等。但未來,深度嵌入式應用的更新也將采用OTA方式,因此也需要對數據安全性格外重視。


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