引言:上个月受邀看了芯驰(SemiDrive)的9系列SoC线上发布会,年初其实就收到了线下发布会的邀请,但因为疫情一直无法确定时间。这次线上发布会看下来还是颇有亮点的,只可惜没有抽到奖品。芯驰这次发布了三款芯片(X9、V9、G9)三大汽车芯片产品,作为一个国产车规高性能芯片的团队,这次发布的9系列芯片有不少独到之处,依据发布会的信息简单聊一聊这三款芯片和芯片对汽车电子的发展影响。
01 芯片在新型架构中重要性
在智能网联汽车产业大变革背景下,汽车软件作为一种车企需要探索的模式,从产品定义的角度围绕软件出发,已成为业界需要探索的共识。在这个里面,传统汽车采用经典的分布式 E/E 架构遇到了核心的瓶颈,主要的原因是:单个ECU的计算能力不足、供应商软硬件迭代一体化使得产品SOP之后固化,面向未来更多功能的通讯带宽不足等等,都不能满足未来的汽车发展的需求。
图1 Bosch 电子电气架构的演变
在目前的EE电子电气升级中有几个突出的特点值得关注:
1)汽车ECU的硬件架构和ECU协同工作的网络升级。升级路径表现为分布式(模块化→集成化)、 域集中(域控制集中→跨域融合)、 中央集中式(车载电脑→车-云计算)。在这个过程中,车载网络骨干由CAN总线向CANFD、以太网方向发展,甚至发展到后期可能采用PCIE的板卡通信架构发展车载电脑的整体设计。
2)软件架构升级。通过 AutoSAR和Autosar Adaptive等软件架构提供标准的接口定义,模块化设计,促使软硬件解耦分层,实现软硬件设计分离; Classic AutoSAR 架构逐步向 Classic AutoSAR 和 Adaptive AutoSAR 混 合式架构。好处在于:可实现软件/固件 OTA 升级、软件架构的软实时、 操作系统可移植;采集数据信息多功能应用,有效减少硬件需求量,真正实现软件定义汽车。
在智能汽车的计算平台的硬件上,大部分车企会采用混合架构,传统主控制器主要还是基于32位Tricore,PowerPC以及850等架构的微处理器, 主要作为冗余和兼容的部分。对于AI和计算力消耗较多的自动驾驶和交互应用, 需提供GPP通用处理器、硬件加速器(HWA)和嵌入式的可编程逻辑阵列(eFPGA),域控制器最大的提升还是在芯片算力的提升,这也使得芯片厂家和车企的直接沟通,也在这个层级需要和软件联合考虑。
图2 智能汽车里面类似于强算力的边缘计算
比较典型的是类似于BMW的架构,如下图所示,BMW的智能驾驶的所有基础就是基于Intel和Mobileye的基础芯片平台,在这个基础芯片平台上
图3 BMW从L1至L4/5的总的架构
02 芯驰的芯片平台
智能汽车计算平台硬件架构,基于高性能CPU/GPU的SOC芯片实现娱乐、自动驾驶和内部的高速通信,需要强大的硬件运算资源,在智能驾驶领域能够基于摄像头、毫米波雷达、激光雷达、定位系统和高精地图等多信息融合实现环境感知定位、路径决策规划和车辆运动控制等,满足智能驾驶系统高性能和高安全性的控制需求。在娱乐领域,处理后台的大量视频数据满足外部的高速数据传输,这一切都需要计算平台内的芯片满足强大的运算能力满足计算性能与实时性要求、满足ISO 26262的功能安全要求、满足信息安全要求、支持多种车内通信协议CANFD/Ethernet等、支持FOTA升级,实现功能迭代、满足车规级标准(温度、电磁兼容、可靠性等)和满足成本要求。
这里面我们看到的更多的还是国外芯片企业在汽车领域的布局,可能还有三星和苹果未来也要参与这个游戏。
这次芯驰发布的三款芯片,定位是很有意思的:
图4 V9 X9和G9的三款芯片
我觉得这些产品的推出,特别是芯驰也和一些生态的伙伴把芯片的应用尝试推起来,真的是一个很有意义的尝试,能给产业多一种选择。传统半导体通常我们会用3个维度来评价一个半导体,通常是Performance(性能),Power(功耗),Price(价格)。对于车规芯片来讲,还有三个维度:安全性、可靠性和长效性。围绕未来的智能汽车的计算平台的需求,对于芯片这块我们只看到华为把手机芯片往汽车级别迁移,并没有太多其他企业专注于这个领域。
小结:这一篇文章我觉得还是重点谈一下SOC芯片平台存在的意义,我们可以看一下这三款产品发布会上的视频,后面我们来谈谈芯驰的架构师的一些总结,非常有意思。