車(chē)用ASIL D級芯片 芯片廠(chǎng)商們的新戰場(chǎng)？

　　以英飛凌為例，其針對汽車(chē)研發(fā)的TriCore內核Aurix單片機，就是英偉達該模組的一部分?！坝w凌的TriCore內核，是使英偉達解決方案能夠達到D級標準的重要組成部分?！?/p>本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201703/345421.htm

　　不過(guò)，眾多巨頭玩家所布局的汽車(chē)“超級大腦”，往往不是要用在A(yíng)DAS上，相反，卻轉投自動(dòng)駕駛的更大藍海。諸如NXP的開(kāi)源自動(dòng)駕駛計算平臺Bluebox，以及Renesas(瑞薩電子)64位元車(chē)載處理器RCar，都在試圖與現有的車(chē)載設備競爭。

　　我們來(lái)看一下NXP講了一個(gè)什么故事。

　　現今，NXP有兩種架構的芯片產(chǎn)品，一部分基于Power Architecture技術(shù)(鎖步架構，可達ASILD級標準)，一部分基于A(yíng)RM架構。對于未來(lái)產(chǎn)品線(xiàn)布局，NXP希望基于現有的ASIL B級ARM核，應用鎖步架構達成ASIL D級?！　?/p>

　　*NXP面向ADAS的S32V234架構

　　如今，距離NXP發(fā)布第一款面向通用市場(chǎng)的MPC5643L汽車(chē)安全開(kāi)發(fā)套件已經(jīng)過(guò)去5年的時(shí)間，但即便如此，NXP發(fā)言人表示，使產(chǎn)品達到ASIL D級仍舊不是一件易事。

　　NXP在MPC5643L認證階段選擇與一家獨立的機構(Exida)合作，該芯片基于Power架構，支持鎖步模式。據NXP透露，與 Exida的這項合作持續了一年多的時(shí)間，中間消耗了海量的溝通與協(xié)調資源。

　　與此同時(shí)，NXP宣布旗下的“Safe Assure”流程已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成，“Safe Assure”致力于幫助NXP客戶(hù)達到所需要的安全認證級別。NXP宣稱(chēng)“Safe Assure”從開(kāi)發(fā)流程、芯片產(chǎn)品，到軟件產(chǎn)品、支持文檔，都以ISO26262 ASIL標準為目標研發(fā)，從而可以從系統層面大幅降低獲得安全認證的難度。

　　在那之后，NXP升級了旗下產(chǎn)品的標準汽車(chē)開(kāi)發(fā)協(xié)議，以達到ISO 26262對協(xié)議的要求，該協(xié)議包括內置的獨立安全評估模塊。

　　總而言之，ASIL認證并不是簡(jiǎn)單的一次性測試，而是深埋于整個(gè)芯片開(kāi)發(fā)周期之中的。它不僅有關(guān)于開(kāi)發(fā)流程中額外添加的安全機能，還有關(guān)于安全重于一切的企業(yè)文化。在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)環(huán)節中，安全管理、安全計劃、安全時(shí)間、安全評估、安全思想、安全分析、安全文檔，都是不可或缺的。NXP發(fā)言人如是說(shuō)。

　　簡(jiǎn)化流程

　　以ARM與Synopsys為代表的IP核產(chǎn)業(yè)模式，核心在于大幅削減開(kāi)發(fā)時(shí)間。芯片廠(chǎng)商在成熟的IP核授權下，可以迅速設計、驗證然后發(fā)布用于A(yíng)DAS或自動(dòng)駕駛的安全SoC。

　　Synopsys公司的Raucher解釋道： 用于自動(dòng)駕駛的安全SoC芯片，可能需要長(cháng)達六個(gè)月的額外驗證時(shí)間。

　　對于一般的SoC來(lái)說(shuō)，在芯片的驗證流程中，會(huì )首先測試系統性失效，也就是由芯片/軟件bug以及錯誤規格帶來(lái)的失效。但對安全性有更高要求的SoC，則必須測試隨機因素引起的失效，這會(huì )導致測試工作量的幾何級增加，錯誤可能來(lái)自于晶體管失效、電路接觸不良，甚至包括高能粒子與硅元素之間作用產(chǎn)生的軟故障，測試還需要確認這些失效是永久性的、暫時(shí)性的還是潛在的。

　　而基于上述的背景，如果IP商向芯片廠(chǎng)商提供預置的、經(jīng)過(guò)ASIL D級驗證的處理器，這將會(huì )對安全Soc開(kāi)發(fā)十分有幫助。高安全性SoC需要誤差校正和檢測，需要同步的冗余核來(lái)運行與主核心相同的代碼，還需要額外的控制單元，用來(lái)比較主核心與冗余核心輸出結果的不同，更需要海量的用于通過(guò)ISO 26262標準的文檔。Raucher解釋說(shuō)。

　　對于A(yíng)RM與Synopsys來(lái)說(shuō)，他們提供的，是架構相似的面向ASIL D級的處理器方案。

　　ARM這樣描述他們的Coetex-R52方案：

　　● 支持雙核鎖步模式運行，并附有額外比較器，用于比較雙核心的輸出結果。

　　● 提供額外的多項失效檢測功能。

　　● 面向ASIL-D標準設計。

　　此外，ARM高級產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Phil Burr還補充道：ARM將為合作廠(chǎng)商提供設計流程中全套的面向ASIL-D標準的安全文檔，可以大幅簡(jiǎn)化拿到ASIL-D認證的流程。

　　*ARM Cortex R52 架構示意圖

　　ARM在業(yè)界樹(shù)立的口碑，在于它在安全認證芯片方面的豐富經(jīng)驗，雖然最新Cortex-R52架構的芯片還未上市，市場(chǎng)上已經(jīng)有類(lèi)似的成熟產(chǎn)品。例如，基于A(yíng)RM的TI TMS570LS10206雙核鎖步設備，已經(jīng)達到SIL3認證，該認證等效于A(yíng)SIL D級。

　　Synopsys也有涉足消費電子領(lǐng)域的野心，目前正希望與熟悉ARC核的消費電子芯片廠(chǎng)商達成商業(yè)合作。Synopsys計劃設計能夠同時(shí)切入消費電子市場(chǎng)與車(chē)載半導體市場(chǎng)的系統級芯片架構。

　　在Strategic Analysis的Riches看來(lái)，“ARM當然在試圖擴張自己在車(chē)載半導體領(lǐng)域的市場(chǎng)份額，同時(shí)，ARM相對于Synopsys也有著(zhù)不小的優(yōu)勢?！?/p>

　　首先，ARM已經(jīng)有面向市場(chǎng)的成型產(chǎn)品;其次，ARM已經(jīng)與大量車(chē)用芯片提供商建立了合作關(guān)系。Synopsys面臨的首要挑戰就是建立一個(gè)像ARM一樣的巨型生態(tài)系統，不僅包括第三方在操作系統方面的支持，還包括對應的開(kāi)發(fā)工具，才能與ARM分庭抗禮。

　　ASIL-D為何如此緊迫?

　　如果你的汽車(chē)整體符合ISO 26262 ASIL-D級標準，那意味著(zhù)在面對某些臨界安全問(wèn)題時(shí)，汽車(chē)已經(jīng)可以代替你做出決定了。而對于整車(chē)ASIL-B級標準的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)只會(huì )提醒駕駛員危險來(lái)臨，具體動(dòng)作需要駕駛員執行。

　　就目前來(lái)說(shuō)，實(shí)際落地的ADAS系統仍需要駕駛員隨時(shí)準備介入控制。那么，為什么業(yè)界對ASIL-D級芯片產(chǎn)生了如此迫切的需求呢? ASIL-D級的SoC真的有現實(shí)意義么?

　　NXP相信，問(wèn)題的答案在汽車(chē)OEM廠(chǎng)商身上，因為OEM廠(chǎng)商需要在產(chǎn)品魯棒性與開(kāi)發(fā)速度之間做取舍，而可靠性不足極其容易導致訴訟纏身。

　　一方面，整個(gè)業(yè)界正在快馬加鞭地部署“高性能計算系統，為自動(dòng)駕駛決策提供計算力”;另一方面，自動(dòng)駕駛汽車(chē)上品類(lèi)繁多的汽車(chē)控制子系統必須“在保證提供多種智能化功能的同時(shí)，保持高級別的安全性?！?/p>

　　基于此，在業(yè)界擁抱自動(dòng)駕駛的同時(shí)，OEM廠(chǎng)商正在尋找工程上可行的解決方案。這種方案必須在滿(mǎn)足苛刻安全標準的同時(shí)，提供快速的產(chǎn)品迭代能力，并提供足夠的計算動(dòng)力。

　　“符合安全標準的系統級芯片正是解決這個(gè)棘手問(wèn)題的最優(yōu)解?！癗XP這樣斷言。

　　汽車(chē)領(lǐng)域獨立數據調研機構IHS Markit的De Ambroggi則從另一個(gè)角度得出了相似的結論。他認為OEM廠(chǎng)商尚未對ASIL-D提出明確的要求，因為從需求層面上目前還不緊迫?！暗?，如果ASIL D級別的芯片與普通芯片價(jià)格相同，所有OEM廠(chǎng)商都將很樂(lè )意使用并推廣，因為這種方案顯然能夠節省他們的成本。這不僅可以節省額外冗余器件的成本，還讓OEM廠(chǎng)商免于應對更復雜的解決方案，顯然是有前景的?！?/p>

　　與此同時(shí)，ASIL D級安全標準已經(jīng)是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)多年的關(guān)注重點(diǎn)了，而ASIL-D標準不僅適用于A(yíng)DAS或者自動(dòng)駕駛系統，還適用于各種安全相關(guān)的系統，例如剎車(chē)系統、轉向助力系統等。由此，Riches得出這樣的結論，那就是在自動(dòng)駕駛系統以外，ASIL D級芯片還有更大的應用空間，相關(guān)需求在未來(lái)的幾年里必將保持增長(cháng)勢頭。