2020 年10月21日-22日,由中國汽車工業協會和西安市人民政府聯合主辦的“2020 中國汽車供應鏈大會”隆重召開。本屆供應鏈大會主題為“育新機、謀新篇、開新局——助力構建安全可控汽車產業鏈”。其中,在10月22日舉辦的“產業鏈新興領域領先優勢培育”主題論壇上,南京芯馳半導體科技有限公司技術市場高級總監賈建龍發表了精彩演講。
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以下為演講實錄:
首先非常有幸也非常高興今天能夠在2020中國供應鏈大會跟大家分享芯馳的進展,同時也給大家分享和探討用芯驅動軟件定義汽車以及未來電子電氣的架構。
首先我們看一下軟件定義汽車會帶來哪些變化?我們看到現在軟件越來越復雜,它也推動了整個汽車電子電氣架構從離散式的架構逐步向域控制器的發展。高性能車規SoC面臨的挑戰,一是多系統,現在單顆芯片需要去運行不同的操作系統,包括像安卓,甚至還要在上面運行虛擬化的架構,這個對于芯片來講的話,就要支持多系統,同時還要保證每個系統的完整性和獨立性,以及它的功能安全。二是多場景,現在車載控制器的應用場景比以前要多很多,功能也隨著外置設備的不同有相應的變化,對于芯片來講的話,就要能夠靈活的適配這些不同的應用場景。三是高性能,現在對高性能的追求越來越大,我們的用戶希望能夠在汽車上體驗到像我們的手機的用戶體驗,這個對芯片的性能和要求會有不斷的提升,對于芯片來講不僅要提供CPU的算力,還要提供GPU的算力,還有AI的運算能力。四是低功耗,隨著整個性能的提升,隨之帶來的挑戰是算力強、功耗高,如何從芯片的角度去平衡性能和功耗之間的挑戰,這個也是對于我們芯片公司來講非常大的一個挑戰。
南京芯馳半導體科技有限公司是成立于2018年的6月份,我們在車規的芯片的設計研發方面強調高可靠、高性能,目前我們的產品覆蓋到智能座艙、智能駕駛、智能網聯等應用領域。今天我們公司也逐步獲得了業內主流車企包括一些一級供應商的認可,隨后我會給大家做一個匯報。
這個是我們高性能車規SoC平臺,首先是功能安全,作為車規芯片來講的話,高可靠是排在最前面的,也是一個基本的原則,我們在芯片當中集成了高可靠的獨立安全島。第二個是信息安全,隨著車聯網的普及,信息安全越來越重要,在我們芯片當中集成了高性能的安全處理器和加解密的引擎,我們支持國密標準。第三個是配置靈活,這也是為了滿足車廠一級供應商對于不同車型配置的需求、不同成本的需求。第四個是針對應用優化的芯馳智能引擎,在我們芯片當中也內置了高性能的Smart智慧引擎,包括高速的高效率處理的引擎。
首先我們看計算這一塊,對于芯片來講,性能是最重要的一塊,計算這一塊我們目前采用的是先進的多核異構計算架構,在芯片當中,我們集成了高性能的CPU,其實我們的CPU也是采用最新的ARM的架構,它可以更友好的支持我們現有汽車的需求,包括多頻輸出以及AI一塊的加速。第二個就是GPU,就是圖形處理這一塊,我們現在采用最新一代的GPU,這個GPU支持OpenGL、OpenCL等。第三個就是AI這一塊,除了視覺還有語音,我們集成了高性能的AI引擎,我們可以通過這個引擎去做人臉識別、手勢識別等,同時我們也可以實現不占用CPU的語音喚醒這些功能??蛻艨梢栽诟咝阅墚悩嫷挠嬎慵軜嬌细鶕约旱男枨筮x擇合適的計算單元,能夠全面的提升整個系統的效率。
高能智慧加速引擎,我們有四個方面,首先我們去看CV引擎,我們會去內置CV引擎,因為我們看到最新的計算當中的域控制器,把高清環視都放進來,我們通過CV引擎可以實現快速的1.8秒啟動,我們坐上車的時候就可以掛倒檔,就可以看到環視影像。第二個是Slim AI,這是一個高性能低功耗的AI,通過這個AI的內核,我們可以驅動智能座艙的DMS,face ID,手勢識別等應用,從而實現低功耗。第四個就是語音交互,語音交互現在在我們新的車聯網智能座艙當中越來越普遍,過去我們的做法是用CPU去跑,或者外置專有的語音交互模塊,今天通過我們內置語音引擎,可以不占用CPU的資源,可以快速的進行語音喚醒,從而有效降低整個系統的能耗和提升整個系統的性能。另外我們自主開發了一個包處理的加速引擎,在這個加速引擎上我們可以實現高效率的包處理和轉發,在CAN FD轉發上,我們可以達到20微秒,可以做到低延遲。
剛才各位也都提到了功能安全和數據安全,其實從我們公司來講,一直把功能安全作為基本的原則,這也是為什么我們公司在成立之初的時候,實際上已經擁有了我們功能安全的工程師,在組織架構上直接報告給我們的總經理,我們在功能安全方面做了大量的工作,因為我們認為功能安全要從芯片的源頭抓起,所以從芯片設計上我們做了大量的工作,我們在關鍵模塊上,包括計算單元、包括數據總線、包括內存處理、顯示的接口都有ECC,CRC較驗,同時我們也做了獨立安全島的設計,從而保證整個SOC功能安全的標準。我們的芯片會達到功能安全的要求,同時我們也可以看到芯片當中做了失效的保護、在線的診斷以及故障注入全方位的測試,從而保證我們芯片的功能安全。
提到信息安全,隨著車聯網的普及,我們的車越來越像一個實時在線的設備,不管是車與網絡之間的通訊,以及車載內部的網絡通訊,其實都需要數據加解密的處理,所以我們在芯片當中也內置了高性能的HSM模塊,高性能的隨機數發生器,可以實現安全啟動、數字加密、數字驗簽、用戶認證以及訪問的控制和管理,從而去滿足車廠對于數據安全、信息安全的要求。
這個是我們的產品,我們的產品可以全面的去覆蓋新的電子電氣架構的需求,首先是我們的X9,X9是用于智能座艙的,我們認為智能座艙是強調用戶體驗,另外我們是G9,是我們的中央網關芯片,V9是用來做自動駕駛的處理器??梢钥吹皆谟疫吷厦?,現在為什么可以滿足未來電子電氣架構的需求?X9系列可以支持多顯示屏的輸出以及多路攝像頭的輸入,以及像手勢識別、語音交互等等功能。V9L和V9F就可以滿足我們現在L2級別的自動駕駛的需求,包括自動泊車等這樣的需求,我們的車廠現在也在采用新的中央網關的架構,我們G9系列除了支持Zonal的網關,同時我們也支持中央網關。隨著自動駕駛的發展,我們V9T系列的自動駕駛域控制器芯片,可以融合多路攝像頭的輸入,我們同時還有高算力的算力卡加速芯片,從而滿足L3以上的自動駕駛的需求。
X9系列的產品,多屏多系統的智能座艙的芯片,我們有四個產品,前三個產品目前已經完成了,從X9三個產品分別可以支持到雙屏,三屏,四屏以及八個高清屏的輸出,同時我們也可以支持多達九路甚至18路攝像頭的輸入,我們內置了CV的引擎,可以實現1.8秒的高清環視的啟動,我們內置Slim AI去滿足手勢識別等需求。另外在硬件上我們可以實現X9軟硬件的兼容,在架構上我們支持硬件隔離的方案以及虛擬化的方案,我們在虛擬化這一塊也跟多家的虛擬化的廠商在合作,包括我們自己也開發維護了XEN虛擬化的架構,同時我們也跟國內外的廠商,包括國內的中瓴智行等合作,操作系統支持上我們也支持多種操作系統,包括Linux, 安卓, AutoSAR等。在智能座艙上,除了我們是高性能ARMv8.2架構,同時我們也達到了功能安全的要求,我們具有獨立的符合功能安全等級的芯片,從而去實現滿足儀表一些功能安全的要求。
G9系列的產品,面向于域架構的中央網關,我們這個網關可以支持20路CANFD等,同時我們也支持國密2、3、4、9,我們也支持C—V2X協議加速。主要有三個特點,一是我們高集成度,現有網關要額外加一個AP處理器,同時又滿足國密要求的還要額外加一個國密芯片,我們這個芯片的話可以實現三合一、四合一,把三到四顆芯片集成到我們一顆芯片當中。二是低延遲的高處理引擎,我們可以達到20微秒CAN FD的轉發,不占用CPU的資源,這個是為我們整個系統架構預留更多CPU的資源給未來做更多的拓展以及服務。三是可以看到我們在引擎上去跑這個協議棧,幾乎不需要額外占用CPU的資源,或者非常小的開銷只有0.5K。
V9自動駕駛平臺,可實現多傳感器融合,決策運算以及高可靠底盤線控MCU的ADAS/AD處理器,右手邊部分是我們自動駕駛的平臺,這個平臺可以提供支持L3以上的自動駕駛的需求,我們可以融合高達18路的高清攝像頭,我們本身芯片也做了功能安全等級的升級,我們的功能安全島是兩組雙核互鎖的高性能R5。另外可以看到我們右下邊A2C的芯片,這個芯片是一個算力加速的芯片,單個芯片可以實現24T算力,通過16顆芯片的集連,我們可以支持到270T、28瓦,接近1瓦10T的效率,同時這種方式我們也認為是保持它的靈活度,在這樣一個階段,我們采用這樣靈活配置的架構,可以根據客戶的需求去配置不同算力的加速卡。
我們的產品目前已經逐步走向量產,我們可以為客戶提供完整的參考設計以及BSP,包括我們智能座艙的參考設計,以及V9T自動駕駛域控平臺設計,還有我們中央網關設計,我們的參考設計采用車規的工藝,我們希望為了讓客戶降低它的開發周期、開發成本,我們采用了車規的開發設計、車規的芯片,從而達到車規要求。
量產支持,我們幾個芯片都準備量產,首先要做到品質可靠,要通過ISO26262 2018版的功能安全要求,實現AEC Q100全流程測試,工藝先進,我們采用車規TSMC16納米的車規工藝,我們專注于10到15年的芯片供應周期,我們的客戶也好,我們的車廠也好,非常關注技術支持,我們作為一個有20年服務經驗的團隊,可以為客戶提供響應及時的本地化技術支持體系,我們做芯片離不開合作伙伴,離不開朋友圈,所以我們從公司成立的時候,我們也非常重視整個生態鏈的發展,目前我們已經有超過70家的生態合作伙伴,可以為我們的客戶、我們的車廠提供一站式的生態解決方案。