要知道,汽車電子電氣架構負責整車的網絡通信,是車內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,已無法適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。而這里面,中央網關相當于數據的中樞大腦,重要性日益凸顯。
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,一些正逐步升級成為中央車控,高效連接車內域
控制器,同時進行云端通信。
比如在上海車展正式亮相的昊鉑Hyper GT,作為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,而中央計算平臺(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。在具備了這些條件后,就要求所有陣地在有限的時間內進行高效地連接交互。
“恩智浦S32G3是為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、高性價比等復雜需求的產品。”張雄進一步指出,S32G3的量產時間節點和Hyper GT較為契合,所以廣汽埃安最終選擇了恩智浦作為供應商。
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迎來裝車量產時刻。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、安全處理器等復雜應用場景。
與上一代產品相比,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。通過平臺化的設計,讓那些使用S32G2的客戶可以平滑過渡到S32G3上。
持續迭代 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致,市場份額較為集中。從工藝角度講,恩智浦基于16nm的S32G系列要相對領先一些。在生態支持上,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和車廠加快產品開發。
不過總體上,汽車網絡處理器的市場競爭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,特別是對算力迭代的需求有明顯區別。
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臺,其迭代速度不會像ADAS或車載信息娛樂域控制器一樣快。因為穩定才更安全。
“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著手開發下一代基于5nm的車規產品。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,下一代產品在實時控制、應用處理等方面都將擁有更強的性能,來滿足客戶需要。
目前恩智浦S32系列產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適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負責車身域與舒適系統,可用于全面功能安全與信息安全加速軟件開發;S32Z和S32E適用于汽車控制,助力安全處理和實時域控制及區域控制應用。面向即將到來的中央計算時代,恩智浦已經整裝待發。
原標題:中央計算變局下,汽車網絡處理器站上C位