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[资料] 必读!汽车中控及辅助驾驶芯片设计指南

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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2019-6-17 19:34:22 |显示全部楼层
    时隔一年,终于有机会再攒一颗芯片。这一次,是热点中的汽车芯片。

    记得两年前,在中国找不出几家做前装汽车芯片的公司。而两年后的今天,突然如雨后春笋般的涌现出十多家,其范围涵盖了辅助驾驶,中控,仪表盘,T-Box,网关,车身控制,电池管理,硬件加解密,激光雷达,毫米波雷达,图像传感器和图像信号处理器等,八仙过海各显神通。

    全球范围内,汽车芯片一年销售额大致是400亿刀,其中数字芯片100亿刀:信息娱乐(中控)芯片约25亿刀,均价在25刀;MCU约60亿刀,30亿片,均价2刀;辅助驾驶约17亿刀。全球一年大约卖一亿辆车,每辆车平均100刀的数字芯片。

    其中,辅助驾驶芯片处于快速增长阶段。汽车芯片的主要供应商,恩智浦,瑞萨数字部分较多,英飞凌,德州仪器模拟部分较多。

    汽车芯片是仅存的几个利润还不错的市场,技术门槛也并非不可逾越,更不存在绝对的生态闭环。只是量没有消费电子那么大,一年出个几百万片就不错了。在这个领域里,新造车势力方兴未艾,传统造车势力追求差异化,又赶上5G,自动驾驶与人工智能的热点,于是汽车芯片成了继虚拟现实、矿机、NB-IOT、人工智能之后新的投资方向。


    上图是一个典型的汽车电子系统框架。这个系统分为几个域,车身,动力总成,底盘,信息娱乐,辅助驾驶,网关和T-Box。每个域有着各自的域控制器,通过车载以太网和Can总线互联。我们就以架构上最复杂的中控和辅助驾驶芯片为例,展开探讨其设计思路与方法。

    新一代的中控芯片的架构如下图,主要由处理器,图形处理器,多媒体,图像处理,安全(Security)管理,功能安全(Safety),片上调试和总线等子系统构成。它和通常的应用处理器区别主要在于虚拟化,功能安全,实时性和车规级电气标准。


    先说虚拟化。

    虚拟化其实是从服务器来的概念,为什么汽车也会有这个需求?

    这里有两点原因:现在的中控芯片有一个趋势,集成仪表盘,降低成本。以前的仪表盘通常是用微控制器做的,图形界面也较简单。而现在的系统越来越炫,甚至需要图形处理器来参与。很自然的,这就使得中控和仪表盘合到单颗芯片内。它们跑的是不同的操作系统,虚拟化能更好的实现软件隔离。当然,有些厂商认为虚拟化还不够,需要靠物理隔离才放心,这是后话,稍后展开。

    另一个趋势是中控本身需要同时支持多个屏幕,每个屏幕分属于不同的虚拟机和操作系统,这样能简化软件设计,提高软件的可靠性。

    虚拟化在硬件上有什么具体要求?

    这并没有明确定义。可以依靠处理器自带的二阶内存管理单元(s2MMU),实现软件虚拟机;也可以在内存控制器前放一个硬件防火墙,对访问内存的地址进行检查和过滤,不做地址重映射;还可以使用系统内存管理单元SMMU实现完整的硬件虚拟化,这是我们要重点介绍的
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2019-6-18 14:40:01 |显示全部楼层
    挺好的,能够学习新的知识啊
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2019-6-19 16:30:29 |显示全部楼层
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    发表于 2019-6-20 13:41:27 来自手机 |显示全部楼层
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2019-7-1 16:02:02 |显示全部楼层
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