2021年02月19日 | 瑞萨电子宣布推出全新汽车级SoC处理器技术

2021-02-19 来源：盖世汽车

据外媒报道，高级半导体解决方案主要供应商日本瑞萨电子宣布，将开发用于高级驾驶员辅助系统（ADAS）和自动驾驶（AD）系统应用中的汽车级片上系统（SoCs）处理器技术，旨在优化性能和电源效率的同时，支持高水平功能安全性。

瑞萨本次宣布的开发成果如下：1）卷积神经网络（CNN）硬件加速器核心，可同时提供每秒60.4万亿次操作（TOPS）的深度学习性能和13.8 TOPS / W的功率效率；2）可快速检测随机硬件故障并做出响应的先进安全机制，可以创建具有高故障检测率的高功率效率检测机制。3）新机制，使具有不同安全级别的软件任务在SoC上并行运行且不会互相干扰，大大增强功能安全性且满足ASIL D级要求。以上技术均已应用于瑞萨最新R-Car V3U汽车级SoC中。

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（图片来源：瑞萨）

新一代ADAS和AD系统等应用程序要求极高，不仅需要60万亿次操作（TOPS）或120 TOPS的深度学习性能，同时还要保障能效。由于AD系统的大部分工作是处理大量从目标识别到发出控制指令的信号，因此功能安全很难达到ASIL D级（ISO 26262汽车安全标准中最高安全级别）。而瑞萨开发出的新技术可满足上述需求，如硬件加速器，可提供出色的CNN处理性能和能效。

以下为在R-Car V3U SoC中使用的最新技术：

1. 高能效、高性能的卷积神经网络（CNN）硬件加速器

随着新一代ADAS和AD系统中使用的传感器数量不断增加，CNN处理性能也需要不断加强。而通过减少由功率消耗产生的热量，可以安装空气冷却式电子控制单元（ECU），从而减少重量并降低成本。瑞萨电子目前已开发出具有出色深度学习性能的CNN硬件加速器内核，并为R-Car V3U以高密度配置了三个加速器内核，每个CNN加速器内核具有2 MB专用内存，可减少外部动态随机存取存储器（DRAM）与CNN加速器之间的数据传输（90％以上），并实现60.4 TOPS的高CNN处理性能，以及同类最佳的电源效率13.8 TOPS / W。

2. 具有自我诊断能力的ASIL D系统安全机制

ISO 26262汽车功能安全标准是一项针对各种功能安全级别的数字目标（指标）。最高功能安全级别的ASIL D要求单点故障度量标准（SPFM）为99％以上，潜在故障度量标准（LFM）为90％以上，因此要求极高的随机硬件故障检测率。此外，由于先进车辆操作系统的不断发展，如新一代ADAS和AD系统，汽车级SoC整体功能基本符合ASIL D标准。

瑞萨还开发出安全机制，用于快速检测和响应SoC整体中发生的随机硬件故障。通过组合适合特定目标功能的安全机制，既可以降低功耗，又可以提高故障检测率。将上述机制整合到R-Car V3U中后，SoC的大多数信号处理都可达到ASIL D标准，且能够具备自我诊断能力，降低AD系统中容错设计的复杂性。

3. 使软件任务间免受干扰（FFI）的支持机制

软件任务间免受干扰（FFI）是满足功能安全标准的重要因素。当系统中存在具有不同安全级别的软件组件时，防止较低级别任务影响较高级别任务而引发故障就显得尤为重要。此外，当访问硬件模块和共享内存中的控制寄存器时，在SoC中确保FFI也非常重要。因此，瑞萨电子开发出一种FFI支持机制，可以监视通过SoC中互连流过的所有数据，并阻止任务之间的未授权访问。这样在SoC上执行的所有任务均可实现FFI，从而达到ASIL D标准应用，可实现管理对象识别、集成传感器与雷达/LiDAR、规划路线以及通过单个芯片发布控制指令。

瑞萨电子 SoC处理器 ADAS AD

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