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恩智浦执行副总裁:服务型网关是未来趋势 5nm制程汽车芯片“箭”在弦上

发布日期:2020-08-06

GRCC 汽车电子电气架构创新发展论坛 4天前 

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车东西(公众号:chedongxi)
文 |  James


如果让汽车联网,并且随时体验到大屏娱乐,你可能需要拥有一辆智能网联汽车。根据分析公司Strategy Analytics的统计,2019年全球共售出了4400万台互联车辆,占全球汽车总销量的49%,预计到2025年这一比例将提升到73%。此时,汽车中的计算芯片、网关、控制器的算力都需要来个大升级,满足车辆对高算力的需求。


在今年年初举行的CES 2020(国际消费电子展)上,恩智浦正式展出了汽车网络处理器S32G,这款处理器将支持服务型网关,而非传统的区域网关。此外,恩智浦还在上月正式宣布,将在2021年正式量产5nm制程的汽车处理器,在智能网联汽车芯片的研发中,跑得很快。


那么,服务型网关究竟是什么?将对车辆带来哪些变化?恩智浦的5nm制程何时能真正量产上车?都是行业最关心的几大问题。


▲恩智浦执行副总裁兼汽车电子处理业务部总经理Henri Ardevol


近日,车东西采访了恩智浦执行副总裁兼汽车电子处理业务部总经理Henri Ardevol和大中华区汽车电子业务总经理刘芳,他们透露了恩智浦服务型网关、5nm制程汽车芯片规划更加详细的信息。


一、服务型网关方便车辆升级 S32G算力提升10倍以上


传统汽车通常采用分布式的电子架构,即由多个ECU来实现车辆的电子电气功能。

恩智浦执行副总裁兼汽车电子处理业务部总经理Henri Ardevol认为:目前汽车的电子电气架构大多都是依赖ECU,一些车内甚至有上百个ECU。这样扁平化、点对点的架构可以看作是分布式架构。不过,这样的架构会阻碍新功能开发,各个ECU中的数据也难以获取。如果想要修改或更新其中一项功能,就会不可避免地影响到其他辅助设备。

传统分布式架构难以适应当前车辆功能部署和升级的需求,新一代的域控制器架构和未来基于中央计算的架构应运而生。恩智浦推出S32G处理器,能够让OEM向域控制器架构演进,取代传统分布式架构。


▲图解服务型网关和传统分布式架构


Henri Ardevol说道,服务型网关可用在域控制器架构上,和传统分布式架构的思路完全不同,相近功能的ECU会被整合进某个特定功能的域控制器中。


简单来说,服务型网关能够让整车架构更有生命力,使不同域之间更灵活地通信、升级,部署新的功能。


这样一来,如果汽车制造商想要针对车内某项功能进行升级,就有更简便的方法。

Henri Ardevol介绍说:“恩智浦的S32系列处理器就是专为新一代架构设计的,产品也不仅仅是S32G一款。例如S32G处理器用于服务型网关,S32E、S32S、S32Z处理器用于汽车动力域,S32R处理器用于ADAS域的雷达,此外还有S32K用于电机控制等。”


根据恩智浦官方公布的数据,S32G处理器共有两大优势,其一是算力强。S32G处理器使用16nm制程,CPU使用4核心主频为1GHz的Cortex-A53与主频为400MHz的3核心Cortex-M7,算力大于10000DMIPS,而传统网关的计算能力大约仅有1000DMIPS或者更少。


▲恩智浦S32G芯片架构


此外,4个Cortex-A53核心可选择配制成两两锁步状态,两个核心同时运行相同的代码,并周期性比较运算结果,如果运算错误能够及时纠正,使MPU达到ASIL-D的安全等级。3组Cortex-M7则为全锁步内核,三个核已经锁步并实现ASIL-D安全等级。

据Henri Ardevol介绍,恩智浦S32G的第二大优势是其网络处理能力。芯片采用两个通信加速器,分别是专用CAN/LIN通信加速器和以太网通信加速器,可以进行快速通信并保证信息安全。

▲恩智浦S32G开发模块


从去年秋季开始,恩智浦就已经开始向***和OEM厂商提供S32G开发平台的样品以及虚拟开发工具套件VDK,可以基于仿真环境开发软件。


恩智浦预计,S32G芯片将在2021年上半年正式量产,并在明年年内正式装入量产车。从2022年起,S32G产品还将更大面积铺开。


Henri Ardevol说道:“域控制器可以认为是多个ECU的整合,是比ECU更复杂的一个组件。S32系列处理器的目标是应用在不同域的域控制器。目前,恩智浦的信息娱乐系统的处理器为i.MX 8系列,也可看作是一个域控制器,未来在我们的新架构之下,也会将电子驾舱的域控制器纳入到整体平台当中。”


二、5nm制程电子驾舱芯片支持20块屏 单画面超6000万像素


今年6月12日,恩智浦和台积电共同宣布,两家公司将利用台积电5nm制程技术打造芯片,产品包括电子驾舱芯片、域控制器、自动驾驶、网络、动力控制、底盘管理等。

据了解,与当前台积电7nm制程相比,5nm制程将让芯片速度提升20%,功耗降低40%。相比于目前恩智浦主流芯片的16nm制程,会有更大提升。


在此次采访过程中Henri Ardevol也向我们透露了有关5nm制程的**消息。

Henri Ardevol说道:“我们第一款5纳米的产品会在电子驾舱应用。”


▲服务型网关芯片也将采用5nm制程


这是因为,目前电子驾舱迭代非常迅速,由于人们对车内娱乐需求的提升,这类芯片的性能需要更加强大。


Henri Ardevol说:“在一些极端情况下,电子驾舱可能拥有20个屏幕,并且需要输出高达11k的分辨率,还得处理车内外20个摄像头的数据。所以对GPU和芯片功耗都有非常高的要求。此外,某些情况下还需要支持机器学习,基于5nm制程的芯片才能有这样的计算能力。”


“11K分辨率”是什么概念呢?单个图像尺寸达到10560*5940,相当于单个画面就有6273万像素。无论在消费电子领域还是工业领域,11K分辨率还只是个未来产品。


采访中,针对新冠肺炎疫情的影响,Henri Ardevol也进行了回应。


他说道:“今年一季度,全球汽车市场出现较大波动。不过,由于中国疫情防控工作十分有效,中国市场正逐步恢复正轨。另一方面,中国对新基建的鼓励、投资和扶持,对于商用车、新能源车有很大的鼓励,同时对投资、消费信心的提升也起了非常重要的推进作用。综合来说,恩智浦对于中国汽车市场和自身产品在下半年发展的预期持非常积极的态度。”


结语:5nm制程芯片对车内系统将有巨大提升


随着芯片制程的不断提升,芯片的运算速度会有非常明显的提升、功耗也会显著下降,单位面积内能放入的晶体管数量更多。不过对于车辆来说,除了性能的提升,还要满足车辆严苛的运行条件。


从今年开始,5nm制程的消费电子芯片就将走入人们的生活,制程的提升让设备运行速度提升,可以同时做更多事、可以有更精美的画面,这项技术应用于未来的汽车产品,相信将会有更多优秀汽车产品出现。




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