最近兩年," 中央計算 "" 域控 " 的概念愈發火熱,尤其在英偉達 Thor 發布後,熱度不可同日而語。去年 11 月,廣汽埃安正式發布了新一代電子電氣架構——星靈架構,徹底引燃中央計算架構的市場期許。
要知道,汽車電子電氣架構負責整車的網絡通信,是車内各個電子電氣零部件進行交互的通道,相當于人的神經系統。但需要注意的是,傳統扁平式架構效率太低,已無法适應智能汽車時代的需求,正逐漸遭到市場淘汰。
相反,中央計算架構能夠通過軟件模塊化來支持軟件定義汽車的商業落地,同時也是車輛全生命周期進行 OTA 的重要前提。對于整車大數據的采集、傳輸和應用,其效率也遠遠超過分布式電子電氣架構。而這裏面,中央網關相當于數據的中樞大腦,重要性日益凸顯。
圖片來源:廣汽埃安;星靈架構
S32G3:數據中樞的指揮官
汽車的電動化和智能化,也讓網關迎來一場深刻變革。集成越來越多的功能和服務、從過去的 MCU 向 MCU+SoC 發展。網關不再僅僅是數據轉發和傳輸的電子控制單元,一些正逐步升級成爲中央車控,高效連接車内域控制器,同時進行雲端通信。
比如在上海車展正式亮相的昊鉑 Hyper GT,作爲首款搭載星靈架構的純電車型,在其3個核心計算單元中,除了智能駕駛計算單元和信息娛樂計算單元外,中央計算單元采用了恩智浦最新一代網絡處理器S32G3。這也是,全球首款采用 S32G3 作其中央計算單元處理器的車型。
廣汽埃安新能源汽車股份有限公司副總經理張雄打了一個比方,作戰要有陣地,好比星靈架構上 "3+4" 個不同的控制單元,而中央計算平台(CCU)相當于前線指揮中心,目的是把所有核心功能集中在上面。在具備了這些條件後,就要求所有陣地在有限的時間内進行高效地連接交互。
" 恩智浦 S32G3 是爲數不多可以同時滿足車規芯片的大算力要求、功能安全、信息安全、高性價比等複雜需求的産品。" 張雄進一步指出,S32G3 的量産時間節點和 Hyper GT 較爲契合,所以廣汽埃安最終選擇了恩智浦作爲供應商。
圖片來源 : 恩智浦 ; S32G3
具體表現上,新架構在算力方面提升了 50 倍,采用 10G 以太網進行數據傳輸,傳輸速率較以往至少提升 10 倍,同時線束回路減少了 40%,控制器減少了 20 個。
2021 年,恩智浦推出了第一顆 S32G 處理器—— S32G2。時隔兩年,S32G3 迎來裝車量産時刻。S32G3 結合了 ASIL D 級安全性、高性能實時和應用處理,以及網絡加速功能,主要面向服務型網關、域 / 區域控制器、安全處理器等複雜應用場景。
與上一代産品相比,S32G3 的以太網帶寬有所提升、數據包轉發及 cash 緩存、CAN 總線處理能力都有相應的提升。除此之外,S32G3 也做到了和 S32G2 的軟硬件兼容,包括底層驅動代碼和操作系統,都與 S32G2 一脈相承。通過平台化的設計,讓那些使用 S32G2 的客戶可以平滑過渡到 S32G3 上。
持續叠代 賦能 " 軟件定義汽車 "
汽車網關和其他主要汽車芯片的情況基本一緻,市場份額較爲集中。從工藝角度講,恩智浦基于 16nm 的 S32G 系列要相對領先一些。在生态支持上,恩智浦除了芯片相關的編譯器、調試器,也可以提供中間件和應用類等工具,助力 Tier1 和車廠加快産品開發。
不過總體上,汽車網絡處理器的市場競争遠不及智能駕駛和智能座艙領域。恩智浦半導體汽車網絡處理器事業部總監 Frank Kitzing 就提到,智能駕駛、信息娛樂和中央網關的需求不大相同,特别是對算力叠代的需求有明顯區别。
例如,一個 ADAS 域控制器,或是車載信息娛樂域控制器,可能是基于兩年一代進行算力升級,且隔代都有比較大的性能躍升。相比之下,中央網關或者說整車的基礎數據交換系統,尤其是整車的基礎平台,其叠代速度不會像 ADAS 或車載信息娛樂域控制器一樣快。因爲穩定才更安全。
" 對于像 CCU 這樣的部件,性能提升的需求肯定是存在的,但相比 ADAS 和車載信息娛樂系統,它更多是一個漸進式、更溫和的性能提升節奏。"Frank Kitzing 補充說。盡管如此,恩智浦早些時候已經着手開發下一代基于 5nm 的車規産品。據悉,對于有更強性能需求的車廠,恩智浦已經在做先導性投入。
不過,恩智浦方面并未透露太多細節,但有一點值得肯定,下一代産品在實時控制、應用處理等方面都将擁有更強的性能,來滿足客戶需要。
目前恩智浦 S32 系列産品主要有定位實時處理器的 Z 和 E,通用 MCU 的 K,汽車網絡處理器 G 和雷達處理 R 五大系列。其中,S32G 适用于汽車計算和服務型網關,有助于實現智能互聯汽車和軟件定義汽車;S32K 負責車身域與舒适系統,可用于全面功能安全與信息安全加速軟件開發;S32Z 和 S32E 适用于汽車控制,助力安全處理和實時域控制及區域控制應用。面向即将到來的中央計算時代,恩智浦已經整裝待發。