一站式解决方案背后,芯驰靠的是它?

2020年07月09日 14:41

近期芯驰已经对外正式发布了X9、G9、V9处理器三大汽车芯片产品,覆盖了包括智能座舱、中央网关、自动驾驶在内的核心应用,提供了针对汽车智能出行的协同一体化解决方案。

作为国内首家能够提供一站式综合出行解决方案的汽车芯片企业,芯驰用实力宣告着国产高端汽车核心芯片时代的到来。而这背后,离不开芯驰核心团队在过去两年来基于未来汽车应用场景而打造的全新高性能车规SoC。这一全新SoC,用4S(Safe, Secure, Scalable, Smart)核心设计理念,诠释了芯驰在赋能智慧出行方面的深入洞察和前瞻设计能力。


Safe:功能安全

独立安全岛,高诊断覆盖率


作为一家专注车规半导体的公司,芯驰始终坚持安全为先的设计理念。本次发布的产品处理器包含一个独立的安全岛,包含双核锁步Cortex-R5 处理器,具有独立PLL、时钟和电源域,按照高功能安全标准进行设计。除了双核锁步处理器,芯驰也采用了很多其他的安全机制来保障系统的安全性。

例如,在安全相关的功能模块设计上,芯驰都采用了ECC的保护机制。

如上图所示,当模块A将数据传递给模块B时,为了保证数据传输的正确性,在传输的过程中会通过ECC产生一个校验码,而这个校验码会在数据的传输的过程中始终伴随原始的数据传输。在模块B收到数据和校验码之后会去做数据的校验,查看数据是否发生错误,如果一旦发现数据有错误,会将报警的信息传递给功能安全控制器。

对于芯驰来说,这样的设计不仅仅针对单个模块,或某个功能,而是覆盖了整个SoC,包括独立安全岛、系统总线、DDR控制器、显示接口、视频输入接口、以太网控制器等各个方面。在芯片核心安全模块的设计上,芯驰达到了99%的诊断覆盖率。


Secure:信息安全

高性能加密模块,满足国密标准


车联网的普及让信息安全变得尤为重要,针对这一需求,芯驰在SoC上集成了高性能的HSM来实现芯片级的数据防护,其中包含了高性能的随机数发生器和硬件加密引擎。和传统的外接独立加密芯片相比,芯驰的HSM加密模块的性能高达200倍以上,其中还包含了一个800MHz的处理器,可支持未来多种安全服务软件。

值得一提的是,芯驰的HSM模块完全按照国密标准进行设计,可以支持国密SM2,SM3、SM4、SM9的算法,满足国内安全标准的各项需求。


Scalable:灵活配置

兼容多车型,一芯可多屏


芯驰的产品定义是面向大规模量产化的设计,所以在设计过程中充分考虑了不同产品、不同应用、不同车型的差异化需求,在X9 、G9、V9每个产品线上都提供了不止一款处理器。

以X9处理器产品线举例,芯驰提供了经济型Eco、中档型Mid、高性能型High、旗舰型Pro等四个不同级别的处理器,每个产品都包含了不同数目的CPU内核,GPU内核,分别用于经济型双屏、中端三屏、高端四屏和旗舰八屏座舱系统。


但是,需要强调的是,为了帮助客户节省开发成本,同时缩短开发周期,芯驰在整个系列中做到了软硬件兼容,其中Eco,Mid,High三个产品可以实现Pin-to-Pin的兼容,客户只要进行一次设计,就可以支持各个不同车型的应用。

此外,在虚拟化开发方面,芯驰的处理器同样显示出了卓越的灵活配置能力。通过硬件虚拟化的支持,可以在一个处理器上运行多个操作系统,在多个操作系统之间我们可以实现资源灵活的分配。

以X9H为例,在运行中控导航和副驾娱乐的安卓系统时,由4个CPU内核和2个GPU内核支持运行,而仪表和空调面板的两个系统则通过虚拟化的方式共享2个CPU内核和1个GPU内核,并且可根据显示屏多少、应用程序的复杂程度进行灵活配置,最终实现在硬件不做任何改动的前提下,根据软件需求进行资源的灵活分配。



Smart:智能引擎

独立设置更优化


通常情况下,GPU和CPU可以实现几乎所有的运算功能,但是具体在某些应用方面并不总是最为合适的解决方案。

针对用户常见的车载应用场景,芯驰的SoC平台采用专门的加速引擎进行了优化。比如,360环视系统的启动速度在座舱设计一直是个难点,而芯驰设计的独有CV Engine可以实现高性能的图像处理,仅需1.8秒就可快速启动720P高清环视系统。

与此同时,芯驰通过设计Voice Engine,实现了语音唤醒效率优化,在无需占用CPU资源情况下实现语音唤醒功能。

此外,通过Slim AI Engine对轻量级的AI运算进行优化,支持安卓系统的AI加速,在180毫瓦的低功耗下便可实现每秒4000亿次的AI运算,并且独立于主CPU运行,可支持人脸识别及手势互动等应用。


此外芯驰的Packet Engine,专门为高性能的网关设计实现以太网、CANFD、LIN接口之间的低延迟数据转换。从一个CAN接口到另外一个CAN接口仅仅有20微秒的转发延迟。在G9X处理器上有20路CANFD,16路LIN和两路千兆以太网,Packet Engine可以做到在CPU占用率仅仅只有10%的情况下,实现所有接口之间的数据转发。



通过这些专用的引擎,芯驰的SoC处理器可以实现高性能、低功耗、低延迟和轻负载的运行,为客户提供了更好的用车体验。

随着智能化网联化往更纵深的方向发展,未来考验车企的不仅仅是单个功能模块的智能化演变,而是覆盖了全方位的用车体验,包括车内信息的高效交流、人车的便捷交互以及车与车之间的实时互动。而从芯驰的4S研发理念不难看出,无论是从可扩展性、用户开发的友好性、车规级别的安全性等等方面,均展示了相当成熟和完备的研发实力。

自芯驰9系列汽车芯片产品自发布以来,收到了车企的广泛好评,预计最快今年下半年有望搭载在量产车型上, 用高性能高可靠的汽车芯片助力智能汽车出行时代的到来。