如果讓汽車聯(lián)網(wǎng)，并且隨時(shí)體驗(yàn)到大屏娛樂(lè)，你可能需要擁有一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車。根據(jù)分析公司Strategy Analytics的統(tǒng)計(jì)，2019年全球共售出了4400萬(wàn)臺(tái)互聯(lián)車輛，占全球汽車總銷量的49%，預(yù)計(jì)到2025年這一比例將提升到73%。此時(shí)，汽車中的計(jì)算芯片、網(wǎng)關(guān)、控制器的算力都需要來(lái)個(gè)大升級(jí)，滿足車輛對(duì)高算力的需求。

在今年年初舉行的CES 2020（國(guó)際消費(fèi)電子展）上，恩智浦正式展出了汽車網(wǎng)絡(luò)處理器S32G，這款處理器將支持服務(wù)型網(wǎng)關(guān)，而非傳統(tǒng)的區(qū)域網(wǎng)關(guān)。此外，恩智浦還在上月正式宣布，將在2021年正式量產(chǎn)5nm制程的汽車處理器，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車芯片的研發(fā)中，跑得很快。

那么，服務(wù)型網(wǎng)關(guān)究竟是什么？將對(duì)車輛帶來(lái)哪些變化？恩智浦的5nm制程何時(shí)能真正量產(chǎn)上車？都是行業(yè)最關(guān)心的幾大問(wèn)題。

▲恩智浦執(zhí)行副總裁兼汽車電子處理業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Henri Ardevol

近日，車東西采訪了恩智浦執(zhí)行副總裁兼汽車電子處理業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Henri Ardevol和大中華區(qū)汽車電子業(yè)務(wù)總經(jīng)理劉芳，他們透露了恩智浦服務(wù)型網(wǎng)關(guān)、5nm制程汽車芯片規(guī)劃更加詳細(xì)的信息。

一、服務(wù)型網(wǎng)關(guān)方便車輛升級(jí) S32G算力提升10倍以上

傳統(tǒng)汽車通常采用分布式的電子架構(gòu)，即由多個(gè)ECU來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛的電子電氣功能。

恩智浦執(zhí)行副總裁兼汽車電子處理業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Henri Ardevol認(rèn)為：目前汽車的電子電氣架構(gòu)大多都是依賴ECU，一些車內(nèi)甚至有上百個(gè)ECU。這樣扁平化、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的架構(gòu)可以看作是分布式架構(gòu)。不過(guò)，這樣的架構(gòu)會(huì)阻礙新功能開(kāi)發(fā)，各個(gè)ECU中的數(shù)據(jù)也難以獲取。如果想要修改或更新其中一項(xiàng)功能，就會(huì)不可避免地影響到其他輔助設(shè)備。

傳統(tǒng)分布式架構(gòu)難以適應(yīng)當(dāng)前車輛功能部署和升級(jí)的需求，新一代的域控制器架構(gòu)和未來(lái)基于中央計(jì)算的架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。恩智浦推出S32G處理器，能夠讓OEM向域控制器架構(gòu)演進(jìn)，取代傳統(tǒng)分布式架構(gòu)。

▲圖解服務(wù)型網(wǎng)關(guān)和傳統(tǒng)分布式架構(gòu)

Henri Ardevol說(shuō)道，服務(wù)型網(wǎng)關(guān)可用在域控制器架構(gòu)上，和傳統(tǒng)分布式架構(gòu)的思路完全不同，相近功能的ECU會(huì)被整合進(jìn)某個(gè)特定功能的域控制器中。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，服務(wù)型網(wǎng)關(guān)能夠讓整車架構(gòu)更有生命力，使不同域之間更靈活地通信、升級(jí)，部署新的功能。

這樣一來(lái)，如果汽車制造商想要針對(duì)車內(nèi)某項(xiàng)功能進(jìn)行升級(jí)，就有更簡(jiǎn)便的方法。

Henri Ardevol介紹說(shuō)：“恩智浦的S32系列處理器就是專為新一代架構(gòu)設(shè)計(jì)的，產(chǎn)品也不僅僅是S32G一款。例如S32G處理器用于服務(wù)型網(wǎng)關(guān)，S32E、S32S、S32Z處理器用于汽車動(dòng)力域，S32R處理器用于ADAS域的雷達(dá)，此外還有S32K用于電機(jī)控制等?！?/p>

根據(jù)恩智浦官方公布的數(shù)據(jù)，S32G處理器共有兩大優(yōu)勢(shì)，其一是算力強(qiáng)。S32G處理器使用16nm制程，CPU使用4核心主頻為1GHz的Cortex-A53與主頻為400MHz的3核心Cortex-M7，算力大于10000DMIPS，而傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的計(jì)算能力大約僅有1000DMIPS或者更少。

▲恩智浦S32G芯片架構(gòu)

此外，4個(gè)Cortex-A53核心可選擇配制成兩兩鎖步狀態(tài)，兩個(gè)核心同時(shí)運(yùn)行相同的代碼，并周期性比較運(yùn)算結(jié)果，如果運(yùn)算錯(cuò)誤能夠及時(shí)糾正，使MPU達(dá)到ASIL-D的安全等級(jí)。3組Cortex-M7則為全鎖步內(nèi)核，三個(gè)核已經(jīng)鎖步并實(shí)現(xiàn)ASIL-D安全等級(jí)。

據(jù)Henri Ardevol介紹，恩智浦S32G的第二大優(yōu)勢(shì)是其網(wǎng)絡(luò)處理能力。芯片采用兩個(gè)通信加速器，分別是專用CAN/LIN通信加速器和以太網(wǎng)通信加速器，可以進(jìn)行快速通信并保證信息安全。

▲恩智浦S32G開(kāi)發(fā)模塊

從去年秋季開(kāi)始，恩智浦就已經(jīng)開(kāi)始向開(kāi)發(fā)者和OEM廠商提供S32G開(kāi)發(fā)平臺(tái)的樣品以及虛擬開(kāi)發(fā)工具套件VDK，可以基于仿真環(huán)境開(kāi)發(fā)軟件。

恩智浦預(yù)計(jì)，S32G芯片將在2021年上半年正式量產(chǎn)，并在明年年內(nèi)正式裝入量產(chǎn)車。從2022年起，S32G產(chǎn)品還將更大面積鋪開(kāi)。

Henri Ardevol說(shuō)道：“域控制器可以認(rèn)為是多個(gè)ECU的整合，是比ECU更復(fù)雜的一個(gè)組件。S32系列處理器的目標(biāo)是應(yīng)用在不同域的域控制器。目前，恩智浦的信息娛樂(lè)系統(tǒng)的處理器為i.MX 8系列，也可看作是一個(gè)域控制器，未來(lái)在我們的新架構(gòu)之下，也會(huì)將電子駕艙的域控制器納入到整體平臺(tái)當(dāng)中?！?/p>

二、5nm制程電子駕艙芯片支持20塊屏 單畫面超6000萬(wàn)像素

今年6月12日，恩智浦和臺(tái)積電共同宣布，兩家公司將利用臺(tái)積電5nm制程技術(shù)打造芯片，產(chǎn)品包括電子駕艙芯片、域控制器、自動(dòng)駕駛、網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)力控制、底盤管理等。

據(jù)了解，與當(dāng)前臺(tái)積電7nm制程相比，5nm制程將讓芯片速度提升20%，功耗降低40%。相比于目前恩智浦主流芯片的16nm制程，會(huì)有更大提升。

在此次采訪過(guò)程中Henri Ardevol也向我們透露了有關(guān)5nm制程的最新消息。

Henri Ardevol說(shuō)道：“我們第一款5納米的產(chǎn)品會(huì)在電子駕艙應(yīng)用?！?/p>

▲服務(wù)型網(wǎng)關(guān)芯片也將采用5nm制程

這是因?yàn)椋壳半娮玉{艙迭代非常迅速，由于人們對(duì)車內(nèi)娛樂(lè)需求的提升，這類芯片的性能需要更加強(qiáng)大。

Henri Ardevol說(shuō)：“在一些極端情況下，電子駕艙可能擁有20個(gè)屏幕，并且需要輸出高達(dá)11k的分辨率，還得處理車內(nèi)外20個(gè)攝像頭的數(shù)據(jù)。所以對(duì)GPU和芯片功耗都有非常高的要求。此外，某些情況下還需要支持機(jī)器學(xué)習(xí)，基于5nm制程的芯片才能有這樣的計(jì)算能力。”

“11K分辨率”是什么概念呢？單個(gè)圖像尺寸達(dá)到10560*5940，相當(dāng)于單個(gè)畫面就有6273萬(wàn)像素。無(wú)論在消費(fèi)電子領(lǐng)域還是工業(yè)領(lǐng)域，11K分辨率還只是個(gè)未來(lái)產(chǎn)品。

采訪中，針對(duì)新冠肺炎疫情的影響，Henri Ardevol也進(jìn)行了回應(yīng)。

他說(shuō)道：“今年一季度，全球汽車市場(chǎng)出現(xiàn)較大波動(dòng)。不過(guò)，由于中國(guó)疫情防控工作十分有效，中國(guó)市場(chǎng)正逐步恢復(fù)正軌。另一方面，中國(guó)對(duì)新基建的鼓勵(lì)、投資和扶持，對(duì)于商用車、新能源車有很大的鼓勵(lì)，同時(shí)對(duì)投資、消費(fèi)信心的提升也起了非常重要的推進(jìn)作用。綜合來(lái)說(shuō)，恩智浦對(duì)于中國(guó)汽車市場(chǎng)和自身產(chǎn)品在下半年發(fā)展的預(yù)期持非常積極的態(tài)度。”

結(jié)語(yǔ)：5nm制程芯片對(duì)車內(nèi)系統(tǒng)將有巨大提升

隨著芯片制程的不斷提升，芯片的運(yùn)算速度會(huì)有非常明顯的提升、功耗也會(huì)顯著下降，單位面積內(nèi)能放入的晶體管數(shù)量更多。不過(guò)對(duì)于車輛來(lái)說(shuō)，除了性能的提升，還要滿足車輛嚴(yán)苛的運(yùn)行條件。

從今年開(kāi)始，5nm制程的消費(fèi)電子芯片就將走入人們的生活，制程的提升讓設(shè)備運(yùn)行速度提升，可以同時(shí)做更多事、可以有更精美的畫面，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于未來(lái)的汽車產(chǎn)品，相信將會(huì)有更多優(yōu)秀汽車產(chǎn)品出現(xiàn)。
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