在接下来的十年中,当越来越多的汽车将改用电力,具有更多的连接并变得更加自动化时,我们还将看到汽车电子结构的重大变化。 随着越来越多的数据由传感器生成,导出到云并从各种服务中接收,汽车需要新的计算能力。 考虑到所有这些情况,恩智浦在2020年国际消费电子展上推出了其最新的S32G网络处理器。
S32G是NXP于2017年创建的S32系列的最新成员。 与该系列的所有其他处理器一样,它也基于ARM Cortex处理器内核。 三对低功耗Cortex-M7内核和四个高性能Cortex M-53内核执行基本的处理任务。 这些内核还辅以特殊的网络加速器,数字信号处理和加密内核。
网络加速器支持传统的汽车网络协议(例如CAN,LIN和Flexray)和千兆位以太网。 在自动车辆每小时产生高达4 GB的原始数据的情况下,汽车中的数据传输非常重要。 加速器可以处理大部分工作量,而ARM内核则可以更轻松地完成其他任务。
S32G可以解决的任务之一是数据预处理。 自动驾驶汽车产生的大多数数据仅实时用于控制,不需要将该数据传输到云或与其他汽车共享。 但是,该数据的大海捞针也可用于多种服务,例如传输坑洼位置信息或天气数据。
“我不仅谈到了从原始数据到信息的传输和转移,还谈到了减少数据量,这将节省4G和5G网络上的流量,这一点非常重要。”网络部产品线管理总监Brian Carlson说。恩智浦汽车用处理器。 “随着我们使用ASIL-D标准提高自治程度,功能安全性水平正在提高。 通常,网关根据ASIL-B标准工作,但是我们发现使用ASIL-D的兴趣越来越高,并且在使用高级驾驶员辅助系统时,您肯定需要ASIL-D标准,这对于此类应用非常有用。”
“实际上,我们并不是为此目的设计该处理器,而是将其开发为一种网络设备,但事实证明它在该领域很有用。 我曾在数字信号处理器领域工作,这些处理器本来可以与语音和电信一起工作,但看看这些处理器的发展,现在它们无处不在。”
尽管S32G旨在管理下一代电子汽车架构(例如Aptiv的智能汽车架构(SVA),通用汽车的数字汽车平台或福特的新电子汽车平台)中的数据吞吐量,但它还可以执行许多其他任务。 。 自1970年代以来,传统的电子体系结构已逐渐发展。
每次开发新功能(例如自适应巡航控制,协助保持车道或监视盲区)时,每个供应商都使用自己的计算机。 这导致高性能汽车具有100台或更多的独立计算机和2英里或更多的铜线。
现代平台结合了这些计算机,从而产生了大约10-15台设备(甚至更少)。 这些更大,功能更强大的计算机将使用功能更强大的处理器来处理以前分布在数十个芯片上的相同数量的数据。
像SVA这样的平台都是围绕这一概念构建的,S32G对于此类用例而言可能非常有用。 由于存在多个内核,因此它可以提供大量的劳动,可以提供错误检测功能。 新芯片的I / O功能和网络特性非常适合从摄像机,雷达,超声传感器和激光雷达接收数据。 ARM内核可以处理并组合这些数据以帮助驱动程序。
网络加速是S32G的关键方面之一。 没有它,千兆位连接的处理将占用ARM内核大约90%的计算能力。 启用加速器后,负载将降低至0.2%,并且处理器核心将保持空闲状态以执行其他任务。
S32G不太可能具有与最近宣布的Nvidia Orin等芯片直接竞争的性能,但有可能在部分或完全自动驾驶系统(L2和L3)中成为Xavier或MobileQ EyeQ5之类的替代产品。 它还可以控制电动机和电池管理系统。
三对Cortex-M7以双通道模式运行。 一对中的每个核心执行相同的代码,从而能够检测到该对中的任何工作异常,而任何一对都可以执行不同的任务。 四个Cortex-A53内核可以有选择地以双通道模式运行,其中每对将同时在两个内核上执行任务。 此模式的使用取决于S32G的使用性质,如果不需要这种冗余,则四个A53可以彼此独立运行。
S32G总共具有20个CAN接口,4个千兆位以太网接口,2个第三代PCI-express接口,可为各种使用情况提供灵活性。 恩智浦因其广泛的应用程序和配置,并未像某些竞争对手那样公布具体的最大工作机会。 但是,它消耗的功率不到以前的NXP芯片解决方案的一半,汽车工程师无疑会欣赏它的。

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