Au cours de la prochaine décennie, lorsque de plus en plus de voitures passeront à l'électricité, auront plus de connexions et deviendront plus automatisées que jamais, nous verrons également des changements majeurs dans l'architecture de l'électronique automobile. Comme de plus en plus de données sont générées par des capteurs, exportées vers le cloud et reçues de divers services, les automobiles ont besoin d'une nouvelle puissance de calcul. Dans toutes ces circonstances, NXP a présenté au CES 2020 son dernier processeur réseau S32G.
S32G est le dernier membre de la famille S32 de NXP, créée en 2017. Comme tous les autres processeurs de cette famille, il est basé sur des cœurs de processeur ARM Cortex. Trois paires de cœurs Cortex-M7 basse consommation et quatre cœurs Cortex M-53 hautes performances effectuent des tâches de traitement de base. Les cœurs sont également complétés par des accélérateurs de réseau spéciaux, des cœurs de traitement du signal numérique et de chiffrement.
Les accélérateurs de réseau prennent en charge les protocoles réseau automobiles traditionnels (tels que CAN, LIN et Flexray) et Gigabit Ethernet. Dans le cas de véhicules automatisés produisant jusqu'à 4 Go de données brutes par heure, le transfert de données dans la voiture est très important. Les accélérateurs gèrent la majeure partie de cette charge de travail, laissant les cœurs ARM plus libres pour d'autres tâches.
L'une des tâches que S32G peut résoudre est le prétraitement des données. La plupart des données produites par une voiture autonome ne sont utilisées qu'en temps réel pour le contrôle et ces données n'ont pas besoin d'être transférées vers le cloud ou partagées avec d'autres voitures. Cependant, il y a aussi des aiguilles dans la botte de foin de ces données qui peuvent être utiles pour un large éventail de services, tels que la transmission d'informations sur l'emplacement des nids de poule ou des données météorologiques.
«J'ai parlé non seulement de transférer et de passer des données brutes aux informations, mais aussi de réduire le volume de ces données, ce qui permettra d'économiser du trafic sur les réseaux 4G et 5G, ce qui est vraiment important.», A déclaré Brian Carlson, directeur de la gestion de la gamme de produits, département réseau. processeurs pour voitures dans le NXP. «Le niveau de sécurité fonctionnelle augmente, car nous augmentons le niveau d'autonomie, en utilisant la norme ASIL-D. En règle générale, la passerelle fonctionne selon la norme ASIL-B, mais nous constatons un intérêt accru pour l'utilisation d'ASIL-D, et lorsque vous utilisez des systèmes avancés d'aide à la conduite, vous avez certainement besoin de la norme ASIL-D, qui est idéale pour de telles applications.
«En fait, nous n'avons pas conçu ce processeur pour cette utilisation, il a été développé comme une sorte de périphérique réseau, mais il s'est avéré utile dans ce domaine. J'ai travaillé dans le domaine des processeurs de signaux numériques, qui étaient censés fonctionner avec la parole et les télécommunications, mais regardez le développement de ces processeurs, maintenant ils sont partout. »
Bien que le S32G ait été conçu pour gérer le débit de données dans les architectures de véhicules électroniques de nouvelle génération (telles que l'architecture de véhicule intelligent d'Aptiv (SVA), la plate-forme automobile numérique de GM ou la nouvelle plate-forme de véhicule électronique de Ford), il peut également effectuer une foule d'autres tâches. . Les architectures électroniques traditionnelles ont évolué progressivement depuis les années 1970.
Chaque fois qu'une nouvelle fonctionnalité est développée, comme le régulateur de vitesse adaptatif, l'aide au maintien dans la voie ou la surveillance des angles morts, chaque fournisseur utilise son propre ordinateur pour cela. Cela a abouti à des véhicules haute performance disposant de 100 ordinateurs séparés ou plus et de 2 miles ou plus de câblage en cuivre.
Les plates-formes modernes combinent ces ordinateurs, ce qui donne environ 10 à 15 appareils (voire moins). Ces ordinateurs plus grands et plus puissants utiliseront des processeurs nettement plus puissants pour traiter la même quantité de données qui était auparavant répartie sur des dizaines de puces.
Des plates-formes comme SVA sont construites autour de ce concept et le S32G est potentiellement idéal pour de tels cas d'utilisation. Grâce à la présence de plusieurs cœurs, il est en mesure de fournir un approvisionnement en main d'œuvre pouvant permettre la détection d'erreurs. Les capacités d'E / S et les caractéristiques de réseau de la nouvelle puce sont idéales pour recevoir des données provenant de caméras, radars, capteurs à ultrasons et lidars. Les cœurs ARM peuvent traiter et combiner ces données pour aider le conducteur.
L'accélération réseau est l'un des aspects clés du S32G. Sans cela, le traitement des connexions gigabits prendrait environ 90% de la puissance de calcul des cœurs ARM. Lorsque l'accélérateur est activé, la charge diminue à 0,2% et les cœurs du processeur restent libres pour d'autres tâches.
Il est peu probable que le S32G ait une telle performance qui lui permettra de concurrencer directement des puces telles que la Nvidia Orin récemment annoncée, mais il pourrait potentiellement devenir une alternative à quelque chose comme le Xavier ou le MobileQ EyeQ5 dans des systèmes de conduite partiellement ou entièrement autonomes (L2 et L3). Il peut également contrôler les moteurs électriques et les systèmes de gestion de batterie.
Trois paires de Cortex-M7 fonctionnent en mode double canal. Chaque cœur d'une paire exécute le même code, offrant la possibilité de détecter toute anomalie de travail au sein de cette paire, tandis que n'importe quelle paire peut effectuer différentes tâches. Quatre cœurs Cortex-A53 peuvent éventuellement fonctionner en mode double canal, dans lequel chaque paire effectuera des tâches sur deux cœurs simultanément. L'utilisation de ce mode dépend de la nature de l'utilisation du S32G, et si une telle redondance n'est pas requise, quatre A53 peuvent fonctionner indépendamment les uns des autres.
Au total, le S32G possède 20 interfaces CAN, 4 interfaces Ethernet gigabit, 2 interfaces PCI-express de troisième génération qui offrent une flexibilité pour un large éventail de cas d'utilisation. NXP n'annonce pas de possibilités d'emploi maximales spécifiques comme certains concurrents en raison de sa large gamme d'applications et de configurations. Cependant, il consomme moins de la moitié de la puissance des précédentes solutions de puces NXP, ce que les ingénieurs automobiles apprécieront sans aucun doute.
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