贾建龙:用“芯”驱动软件定义汽车和未来电子电气架构

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2020年10月21日-10月22日,由中国汽车工业协会和西安市人民政府联合主办的“2020中国汽车供应链大会”(原“中国汽车零部件行业年会暨高峰论坛”)在陕西省西安市召开。本届供应链大会主题为“育新机、谋新篇、开新局——助力构建安全可控汽车产业链”,探讨“十四五”思路,把控产业形势,解析全球汽车供应链发展动态,助力构建安全可控汽车产业链。其中,在10月22日上午举办的“产业链新兴领域领先优势培育”主题论坛上,南京芯驰半导体科技有限公司技术市场高级总监 贾建龙发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录:

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南京芯驰半导体科技有限公司技术市场高级总监 贾建龙 

贾建龙:首先非常有幸也非常高兴今天能够在2020中国供应链大会跟大家分享芯驰的进展,同时也给大家分享和探讨用芯驱动软件定义汽车以及未来电子电气的架构。  

首先我们看一下软件定义汽车会带来哪些变化?我们看到现在软件越来越复杂,它也推动了整个汽车电子电气架构从离散式的架构逐步向域控制器的发展。高性能车规SoC面临的挑战,一是多系统,现在单颗芯片需要去运行不同的操作系统,包括像安卓,甚至还要在上面运行虚拟化的架构,这个对于芯片来讲的话,就要支持多系统,同时还要保证每个系统的完整性和独立性,以及它的功能安全。二是多场景,现在车载控制器的应用场景比以前要多很多,功能也随着外置设备的不同有相应的变化,对于芯片来讲的话,就要能够灵活的适配这些不同的应用场景。三是高性能,现在对高性能的追求越来越大,我们的用户希望能够在汽车上体验到像我们的手机的用户体验,这个对芯片的性能和要求会有不断的提升,对于芯片来讲不仅要提供CPU的算力,还要提供GPU的算力,还有AI的运算能力。四是低功耗,随着整个性能的提升,随之带来的挑战是算力强、功耗高,如何从芯片的角度去平衡性能和功耗之间的挑战,这个也是对于我们芯片公司来讲非常大的一个挑战。  

南京芯驰半导体科技有限公司是成立于2018年的6月份,我们在车规的芯片的设计研发方面强调高可靠、高性能,目前我们的产品覆盖到智能座舱、智能驾驶、智能网关等应用领域。今天我们公司也逐步获得了业内主流车企包括一些一级供应商的认可,随后我会给大家做一个汇报。  

这个是我们高性能车规SoC平台,首先是功能安全,作为车规芯片来讲的话,高可靠是排在最前面的,也是一个基本的原则,我们在芯片当中集成了高可靠的独立安全岛。第二个是信息安全,随着车联网的普及,信息安全越来越重要,在我们芯片当中集成了高性能的安全处理器和加解密的引擎,我们支持国密标准。第三个是配置灵活,这也是为了满足车厂一级供应商对于不同车型配置的需求、不同成本的需求。第四个是针对应用优化的芯驰智能引擎,在我们芯片当中也内置了高性能的Smart智慧引擎,包括高速的高效率处理的引擎。  

首先我们看计算这一块,对于芯片来讲,性能是最重要的一块,计算这一块我们目前采用的是先进的多核异构计算架构,在芯片当中,我们集成了高性能的CPU,其实我们的CPU也是采用最新的ARM的架构,它可以更友好的支持我们现有汽车的需求,包括多频输出以及AI一块的加速。第二个就是GPU,就是图形处理这一块,我们现在采用最新一代的GPU,这个GPU支持OpenGL、OpenCL等。第三个就是AI这一块,除了视觉还有语音,我们集成了高性能的AI引擎,我们可以通过这个引擎去做人脸识别、手势识别等,同时我们也可以实现不占用CPU的语音唤醒这些功能。客户可以在高性能异构的计算架构上根据自己的需求选择合适的计算单元,能够全面的提升整个系统的效率。 

高能智慧加速引擎,我们有四个方面,首先我们去看CV引擎,我们会去内置CV引擎,因为我们看到最新的计算当中的域控制器,把高清环视都放进来,我们通过CV引擎可以实现快速的1.8秒启动,我们坐上车的时候就可以挂倒档,就可以看到环视影像。第二个是Slim  AI,这是一个高性能低功耗的AI,通过这个AI的内核,我们可以驱动智能座舱的DMS,face ID,手势识别等应用,从而实现低功耗。第四个就是语音交互,语音交互现在在我们新的车联网智能座舱当中越来越普遍,过去我们的做法是用CPU去跑,或者外置专有的语音交互模块,今天通过我们内置语音引擎,可以不占用CPU的资源,可以快速的进行语音唤醒,从而有效降低整个系统的能耗和提升整个系统的性能。另外我们自主开发了一个包处理的加速引擎,在这个加速引擎上我们可以实现高效率的包处理和转发,在CAN FD转发上,我们可以达到20微秒,可以做到低延迟。  

刚才各位也都提到了功能安全和数据安全,其实从我们公司来讲,一直把功能安全作为基本的原则,这也是为什么我们公司在成立之初的时候,实际上已经拥有了我们功能安全的工程师,在组织架构上直接报告给我们的总经理,我们在功能安全方面做了大量的工作,因为我们认为功能安全要从芯片的源头抓起,所以从芯片设计上我们做了大量的工作,我们在关键模块上,包括计算单元、包括数据总线、包括内存处理、显示的接口都有ECC,CRC较验,同时我们也做了独立安全岛的设计,从而保证整个SOC功能安全的标准。我们的芯片会达到功能安全的要求,同时我们也可以看到芯片当中做了失效的保护、在线的诊断以及故障注入全方位的测试,从而保证我们芯片的功能安全。  

提到信息安全,随着车联网的普及,我们的车越来越像一个实时在线的设备,不管是车与网络之间的通讯,以及车载内部的网络通讯,其实都需要数据加解密的处理,所以我们在芯片当中也内置了高性能的HSM模块,高性能的随机数发生器,可以实现安全启动、数字加密、数字验签、用户认证以及访问的控制和管理,从而去满足车厂对于数据安全、信息安全的要求。  

这个是我们的产品,我们的产品可以全面的去覆盖新的电子电气架构的需求,首先是我们的X9,X9是用于智能座舱的,我们认为智能座舱是强调用户体验,另外我们是G9,是我们的中央网关芯片,V9是用来做自动驾驶的处理器。可以看到在右边上面,现在为什么可以满足未来电子电气架构的需求?X9系列可以支持多显示屏的输出以及多路摄像头的输入,以及像手势识别、语音交互等等功能。V9L和V9F就可以满足我们现在L2级别的自动驾驶的需求,包括自动泊车等这样的需求,我们的车厂现在也在采用新的中央网关的架构,我们G9系列除了支持Zonal的网关,同时我们也支持中央网关。随着自动驾驶的发展,我们V9T系列的自动驾驶域控制器芯片,可以融合多路摄像头的输入,我们同时还有高算力的算力卡加速芯片,从而满足L3以上的自动驾驶的需求。  

X9系列的产品,多屏多系统的智能座舱的芯片,我们有四个产品,前三个产品目前已经完成了,从X9三个产品分别可以支持到双屏,三屏,四屏以及八个高清屏的输出,同时我们也可以支持多达九路甚至18路摄像头的输入,我们内置了CV的引擎,可以实现1.8秒的高清环视的启动,我们内置Slim AI去满足手势识别等需求。另外在硬件上我们可以实现X9软硬件的兼容,在架构上我们支持硬件隔离的方案以及虚拟化的方案,我们在虚拟化这一块也跟多家的虚拟化的厂商在合作,包括我们自己也开发维护了XEN虚拟化的架构,同时我们也跟国内外的厂商,包括国内的中瓴智行等合作,操作系统支持上我们也支持多种操作系统,包括Linux, 安卓, AutoSAR等。在智能座舱上,除了我们是高性能ARMv8.2架构,同时我们也达到了功能安全的要求,我们具有独立的符合功能安全等级的芯片,从而去实现满足仪表一些功能安全的要求。  

G9系列的产品,面向于域架构的中央网关,我们这个网关可以支持20路CANFD等,同时我们也支持国密2、3、4、9,我们也支持C—V2X协议加速。主要有三个特点,一是我们高集成度,现有网关要额外加一个AP处理器,同时又满足国密要求的还要额外加一个国密芯片,我们这个芯片的话可以实现三合一、四合一,把三到四颗芯片集成到我们一颗芯片当中。二是低延迟的高处理引擎,我们可以达到20微秒CAN FD的转发,不占用CPU的资源,这个是为我们整个系统架构预留更多CPU的资源给未来做更多的拓展以及服务。三是可以看到我们在引擎上去跑这个协议栈,几乎不需要额外占用CPU的资源,或者非常小的开销只有0.5K。  

V9自动驾驶平台,可实现多传感器融合,决策运算以及高可靠底盘线控MCU的ADAS/AD处理器,右手边部分是我们自动驾驶的平台,这个平台可以提供支持L3以上的自动驾驶的需求,我们可以融合高达18路的高清摄像头,我们本身芯片也做了功能安全等级的升级,我们的功能安全岛是两组双核互锁的高性能R5。另外可以看到我们右下边A2C的芯片,这个芯片是一个算力加速的芯片,单个芯片可以实现24T算力,通过16颗芯片的集连,我们可以支持到270T、28瓦,接近1瓦10T的效率,同时这种方式我们也认为是保持它的灵活度,在这样一个阶段,我们采用这样灵活配置的架构,可以根据客户的需求去配置不同算力的加速卡。  

我们的产品目前已经逐步走向量产,我们可以为客户提供完整的参考设计以及BSP,包括我们智能座舱的参考设计,以及V9T自动驾驶域控平台设计,还有我们中央网关设计,我们的参考设计采用车规的工艺,我们希望为了让客户降低它的开发周期、开发成本,我们采用了车规的开发设计、车规的芯片,从而达到车规要求。  

量产支持,我们几个芯片都准备量产,首先要做到品质可靠,要通过ISO26262 2018版的功能安全要求,实现AEC Q100全流程测试,工艺先进,我们采用车规TSMC16纳米的车规工艺,我们专注于10到15年的芯片供应周期,我们的客户也好,我们的车厂也好,非常关注技术支持,我们作为一个有20年服务经验的团队,可以为客户提供响应及时的本地化技术支持体系,我们做芯片离不开合作伙伴,离不开朋友圈,所以我们从公司成立的时候,我们也非常重视整个生态链的发展,目前我们已经有超过70家的生态合作伙伴,可以为我们的客户、我们的车厂提供一站式的生态解决方案。  

谢谢大家!  

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

来源:第一电动网

作者:张硕

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