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2020年08月04日 | 芯驰高性能车规SoC平台介绍
2020-08-04
01. 计算平台中的芯片核心
智能汽车计算平台硬件架构，是围绕高性能 CPU/GPU 的 SOC 芯片来实现的，在智能驾驶领域需要 SOC 芯片支持实现环境感知定位、路径决策规划等核心算法，也需要 实现高安全级别的车辆控制和车内通信等，实现故障监测和冗余控制等。
图 1 整车的核心域控
基础的要求就是和传统车载芯片不同的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；满足车规级标准和低功耗要求。
图 2 各个主要模块的芯片要求
02. 视频里面的要点
如前面一篇文章所说的，X9 系列芯片用来支持未来智能座舱，X9 芯片可以同时支持多块高清屏幕，具备语音交互、手势识别，驾驶员状态监控等功能；
图 3 X9 的应用框图
V9 系列芯片是自动驾驶的核心大脑：作为域控制器核心，V9 内置高性能视觉引擎，支持多达 18 个摄像头输入；
图 4 V9 的自动驾驶应用
G9 系列芯片是未来汽车的智慧信息枢纽，20xCAN FD/16xLIN/2x 以太网数据包处理引擎，支持国密 SM2/3/4/9 和 C-V2X 协议加速
图 5 G9X 的网关典型应用
如下图所示 X9、V9、G9 处理器，采用全新的 SOC 架构，包含四个重要的组成部分，独立的安全岛（Safety Island），独立的硬件加密模块（HSM），可灵活配置的应用处理器（Scalable Application Processor），以及芯驰的智能引擎（SemiDrive Smart Engines）
图 6 芯驰的 4S 概览
1) Safe 安全性
这个是系列 SOC 芯片的基本特性，配置独立安全岛，包含双核锁步安全处理器，并且采用了数据纠错保护等多种安全机制，覆盖整个 SOC，在芯片核心安全模块上，甚至达到了 99%的诊断覆盖率；
图 7 安全性概览
2）Secure 加密性
这个特性主要体现在 G9 上，采用了高速互联架构，支持 CAN-FD，两个千兆以太网，两个 PCIE3.0，两个 USB3.0，16 个 UART 等接口的同时，还集成了商密 SMx 系列算法，增加了一个 SDPEv2 的第二代硬件包处理引擎，加速各接口之间数据包的实时“转发”、“过滤”、“阻止”等动作，无需占用上层操作系统和处理器资源。
图 8 信息安全性
3）Scalable 可扩展性
以 X9 为例，主要包含自主设计的硬件虚拟化加速单元 DriveBoost，采用 ARM 最新的 v8.2 架构 CPU 核心和 Imagination 的第 9 代 GPU，这几个部分最主要是可以做一定的剪裁，支持不同的屏幕，包括双屏 - 八屏
图 9 可扩展性
图 10 X9 的系列
图 11 X9 的不同的组合配置
4）Smart 智能
以在自动驾驶的芯片为例，V9 具备多传感器融合能力（16xCAN-FD, 16x FullHD Camera, 16x UART, 2xGbE, 4 核 A55, 3D GPU，双核 R5LS）和 PCIE3.0 算力扩展能力的域控 SoC，灵活配合 GPU、FPGA、NPU 等 PCIe 接口 AI 算力单元。针对几个常见的应用场景开发了专用的加速引擎。比如 CV 引擎可实现高性能的图像处理；语音引擎在不占用 CPU 资源的情况下实现语音唤醒功能。
图 12 Smart 的关键特性
小结：可以参考次条的视频来听一听，总得来说，针对汽车智能化的电子电器架构的多个主要域的设计应用，芯驰的 9 系列车规 SoC 设计符合潮流趋势，的确值得期待。
史海拾趣
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