布局车载系统,ARM发布Cortex-A76AE自动驾驶芯片架构

来源:雷锋网 作者: 时间:2018-09-30 17:04

arm 自动驾驶 芯片

  汽车领域正在发生翻天覆地的变化。相比以前,现在汽车使用的电子设备越来越多,无论是普通的电子元件,还是特殊用途的处理器。放眼四望,几乎所有主流汽车制造商都在研发自动驾驶汽车,预示着未来的汽车将需要更复杂的SoC。

  可以预见,未来几年自动驾驶汽车的零部件需求将迎来爆发期。因此,不断有公司声称要推出专为此类车辆设计的解决方案也就不足为奇。9月26日,全球领先的半导体知识产权(IP)提供商Arm推出了“安全就绪”(Safety Ready)计划,旨在为自动驾驶汽车提供解决方案。此外,Arm还推出了代号为Cortex-A76AE的产品,为第一款专为自动驾驶汽车打造的处理器。

  “安全就绪”计划

  其实,Arm进入汽车领域由来已久。自1996年,Arm生产的通用型、实时型处理器就开始被各大车辆制造商使用。现在,Arm的IP已广泛应用于ADAS系统(如防撞、巡航控制等)、连接、信息娱乐、动力总成控制和汽车其他组件。

  Arm“安全就绪”计划是一项为期多年的计划,该计划旨在为自动驾驶汽车开发汽车增强型(AE)定制和半定制解决方案。目前,Arm在为L3级自动驾驶提供解决方案,到2020年前后,将会为L4级和L5级自动驾驶提供相关产品。

  Arm“安全就绪”计划涵盖了公司现有的安全产品以及全新产品或未来产品,包括一站式软件、工具、组件、认证和标准。这些产品的开发采用了严格的功能安全流程,支持ISO 26262和IEC 61508的技术标准。

  目前,Arm仅谈及用于自动驾驶汽车的Cortex-A76AE处理器,但在此庞大的计划里面还包括基于Helios和Hercules微架构的汽车增强型处理器,并计划在2020年左右提供Cortex-R处理器的AE版本。虽然Arm正准备让其未来的IP更具AE风格,但当前仍会向汽车领域的SoC开发人员继续供应现有内核,例如Cortex-A72、Cortex-R5、Cortex-R52、Cortex A53、Cortex-M4、Cortex-M7、Cortex-M44等。

  “安全就绪”计划的实施将使汽车制造商获得IP,并且使自动驾驶系统更节能、更廉价,从而降低整车制造成本。

  Arm的Cortex-A76AE:AE家族的第一个成员

  作为Arm首款集成功能安全的自动驾驶级处理器Cortex-A76AE,该处理器有多达16个Cortex-A76内核,该内核具备Arm v8.2微体系结构的所有功能特性,包括可靠性、可用性和可维护性,并采用了分核-锁步(Split-Lock)模式来确保可靠性。

  实际上,基于Cortex-A76AE的SoC可扩展至最多64核。除了含有通用计算核外,Arm的自主计算复合体还集成了Mali-G76 GPU、ARM的ML处理器和其他必要的IP。此外,所有复合体支持Arm的内存虚拟化和保护技术,可以完美实现ML和NN加速器的运行。

  根据Arm的官方表述,采用台积电7nm工艺技术制造的30瓦16核Cortex-A76AE SoC具有超过250 KDMIPS的计算性能,足以满足当今应用需求。如果用户想要更高的性能,可以构建更多内核,甚至多个SoC。

  对于自动驾驶车辆而言,性能指标非常重要,现在L3级自动驾驶汽车一般可以同时运行多个程序。,ArmL5级自动驾驶汽车的软件将包含10亿行代码,相比之下,用于波音787梦想飞机的软件才包含1400万行代码。

  Arm的Split-Lock:硬件中的冗余计算

  Cortex-A76AE采用了关键技术分核-锁步(Split-Lock),该技术能让SoC开发人员采用两种模式使用内核:在分核模式下,群集中的两个(或四个)独立CPU可用于各种任务和应用程序,实现更高性能;在锁步模式下,CPU将处于锁步状态,在群集中创建一对(或两对)锁步CPU运行相同的代码,若监控到异常,会向系统报错并让故障恢复机制接管(或至少会通知驱动程序),以实现更高汽车安全。

  Arm锁步模式在某种程度上类似于惠普的NonStop容错系统,但关键区别在于Arm的解决方案完全依赖于硬件,因此可以兼容任何软件,像AutoWare、Deepscale、Linaro、Linux、QNX等软件都能获得支持。

  为满足汽车安全最高等级ASIL-D应用,Arm采用了锁步群集,对安全至关重要。相比之下,分核群集适用于信息娱乐等ASIL-B应用。鉴于Arm在硬件方面的灵活性,任何汽车制造商都可以使用分核-锁步模式来运行几乎所有软件,同时确保高性能和零差错。



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