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ARM發布Cortex-A76AE自動駕駛芯片架構

牽手一起夢 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:工程師郭婷 ? 2018-10-07 21:03 ? 次閱讀

汽車領域正在發生翻天覆地的變化。相比以前,現在汽車使用的電子設備越來越多,無論是普通的電子元件,還是特殊用途的處理器。放眼四望,幾乎所有主流汽車制造商都在研發自動駕駛汽車,預示著未來的汽車將需要更復雜的SoC。

可以預見,未來幾年自動駕駛汽車的零部件需求將迎來爆發期。因此,不斷有公司聲稱要推出專為此類車輛設計的解決方案也就不足為奇。9月26日,全球領先的半導體知識產權(IP)提供商Arm推出了“安全就緒”(Safety Ready)計劃,旨在為自動駕駛汽車提供解決方案。此外,Arm還推出了代號為Cortex-A76AE的產品,為第一款專為自動駕駛汽車打造的處理器。

“安全就緒”計劃

其實,Arm進入汽車領域由來已久。自1996年,Arm生產的通用型、實時型處理器就開始被各大車輛制造商使用。現在,Arm的IP已廣泛應用于ADAS系統(如防撞、巡航控制等)、連接、信息娛樂、動力總成控制和汽車其他組件。

Arm“安全就緒”計劃是一項為期多年的計劃,該計劃旨在為自動駕駛汽車開發汽車增強型(AE)定制和半定制解決方案。目前,Arm在為L3級自動駕駛提供解決方案,到2020年前后,將會為L4級和L5級自動駕駛提供相關產品。

Arm“安全就緒”計劃涵蓋了公司現有的安全產品以及全新產品或未來產品,包括一站式軟件、工具、組件、認證和標準。這些產品的開發采用了嚴格的功能安全流程,支持ISO 26262和IEC 61508的技術標準。

目前,Arm僅談及用于自動駕駛汽車的Cortex-A76AE處理器,但在此龐大的計劃里面還包括基于Helios和Hercules微架構的汽車增強型處理器,并計劃在2020年左右提供Cortex-R處理器的AE版本。雖然Arm正準備讓其未來的IP更具AE風格,但當前仍會向汽車領域的SoC開發人員繼續供應現有內核,例如Cortex-A72、Cortex-R5、Cortex-R52、Cortex A53、Cortex-M4、Cortex-M7、Cortex-M44等。

“安全就緒”計劃的實施將使汽車制造商獲得IP,并且使自動駕駛系統更節能、更廉價,從而降低整車制造成本。

Arm的Cortex-A76AE:AE家族的第一個成員

作為Arm首款集成功能安全的自動駕駛級處理器Cortex-A76AE,該處理器有多達16個Cortex-A76內核,該內核具備Arm v8.2微體系結構的所有功能特性,包括可靠性、可用性和可維護性,并采用了分核-鎖步(Split-Lock)模式來確保可靠性。

實際上,基于Cortex-A76AE的SoC可擴展至最多64核。除了含有通用計算核外,Arm的自主計算復合體還集成了Mali-G76 GPU、ARM的ML處理器和其他必要的IP。此外,所有復合體支持Arm的內存虛擬化和保護技術,可以完美實現ML和NN加速器的運行。

根據Arm的官方表述,采用臺積電7nm工藝技術制造的30瓦16核Cortex-A76AE SoC具有超過250 KDMIPS的計算性能,足以滿足當今應用需求。如果用戶想要更高的性能,可以構建更多內核,甚至多個SoC。

對于自動駕駛車輛而言,性能指標非常重要,現在L3級自動駕駛汽車一般可以同時運行多個程序。,ArmL5級自動駕駛汽車的軟件將包含10億行代碼,相比之下,用于波音787夢想飛機的軟件才包含1400萬行代碼。

Arm的Split-Lock:硬件中的冗余計算

Cortex-A76AE采用了關鍵技術分核-鎖步(Split-Lock),該技術能讓SoC開發人員采用兩種模式使用內核:在分核模式下,群集中的兩個(或四個)獨立CPU可用于各種任務和應用程序,實現更高性能;在鎖步模式下,CPU將處于鎖步狀態,在群集中創建一對(或兩對)鎖步CPU運行相同的代碼,若監控到異常,會向系統報錯并讓故障恢復機制接管(或至少會通知驅動程序),以實現更高汽車安全。

Arm鎖步模式在某種程度上類似于惠普的NonStop容錯系統,但關鍵區別在于Arm的解決方案完全依賴于硬件,因此可以兼容任何軟件,像AutoWare、Deepscale、Linaro、Linux、QNX等軟件都能獲得支持。

為滿足汽車安全最高等級ASIL-D應用,Arm采用了鎖步群集,對安全至關重要。相比之下,分核群集適用于信息娛樂等ASIL-B應用。鑒于Arm在硬件方面的靈活性,任何汽車制造商都可以使用分核-鎖步模式來運行幾乎所有軟件,同時確保高性能和零差錯。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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