東軟睿馳的標(biāo)準(zhǔn)化域控制器 為何選擇S32G芯片？

在“軟件定義汽車”時(shí)代，隨著ECU數(shù)量的增多，如何化繁為簡(jiǎn)，用幾個(gè)甚至一個(gè)“大腦”來控制全車的ECU，成為汽車電子電氣架構(gòu)的變革方向，域控制器（Domain Controller Unit，DCU），就扮演了“大腦”的角色。

東軟睿馳總經(jīng)理曹斌就曾表示：“目前域控制器方案在被廣泛地接受，并且真正落到實(shí)處，越來越多的車企和零部件企業(yè)開始參與其中，提供各種各樣有創(chuàng)造性的方案，所以我認(rèn)為今年是一個(gè)很重要的變革的時(shí)間節(jié)點(diǎn)?！碑?dāng)下已有不少量產(chǎn)車型搭載了域控制器。例如吉利星越、嵐圖FREE，以及去年上市的小鵬P7、紅旗H9等諸多車型均已應(yīng)用了域控制器。

芯片，則決定了一款域控制器的核心計(jì)算、集成等能力。車規(guī)芯片能夠快速地搭建類似車輛服務(wù)型網(wǎng)關(guān)或者中央大腦的產(chǎn)品，使得整車應(yīng)用軟件邏輯得以集中、數(shù)據(jù)更好的共享、產(chǎn)品得以加強(qiáng)簡(jiǎn)化整體設(shè)計(jì)的同時(shí)，提供更強(qiáng)大的產(chǎn)品功能。

如今，無論是NXP、英飛凌等國(guó)外半導(dǎo)體巨頭還是地平線、黑芝麻等國(guó)內(nèi)崛起的芯片廠商，都開始針對(duì)域控制器領(lǐng)域布局芯片研發(fā)，其中NXP的S32G網(wǎng)絡(luò)處理器，就成為域控制器市場(chǎng)中“香餑餑”一樣的存在。 

域控混戰(zhàn)中的“芯”力量

整體來看，智能汽車有經(jīng)典五域：動(dòng)力域控制器、底盤域控制器、車身域控制器、智能座艙域控制器以及自動(dòng)駕駛域控制器。可通用的“全家桶”套餐，正逐漸成為整車對(duì)域控制器的硬性要求。例如自動(dòng)駕駛域控制器要將SOC、MCU、GPU等功能集成，中央域控制器則是整車資源的集中，包括算力、網(wǎng)絡(luò)接口以及存儲(chǔ)空間等。簡(jiǎn)單來說，就是不需要關(guān)心代碼，不需重寫或掌握，僅需要一個(gè)功能鍵進(jìn)行配置，就能實(shí)現(xiàn)整車的迭代升級(jí)。

比如就自動(dòng)駕駛域控制器而言，過去的整車雖然搭載了L2級(jí)別的輔助駕駛功能，但是大多數(shù)部件還是分離的。想要把傳感器集中在一起，并在此基礎(chǔ)之上去迭代創(chuàng)新，需要比較完整的異構(gòu)芯片的底層架構(gòu)，還要能夠支持AI加速，上層軟件和底層芯片能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)解耦等。

正因如此，域控制器對(duì)搭載的芯片技術(shù)對(duì)算力、集成度等方面要求較高。目前，特斯拉的FSD、英偉達(dá)的Orin、Mobileye的EyeQ5、TI的TDA4都是業(yè)內(nèi)比較具有代表性的芯片。TI的TDA4雖然算力并不突出，但是它的功能非常完整，不光有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，還有DSP、ISP、GPU，使得無論是前行還是泊車功能都具備了基礎(chǔ)的硬件框架，并且能夠達(dá)到L2級(jí)別。當(dāng)這樣具有通用的計(jì)算能力的芯片出現(xiàn)時(shí)，意味著未來的軟件開發(fā)，不用考慮把應(yīng)用分別放到前行控制器和泊車控制器里，直接可以對(duì)兩者進(jìn)行組合和應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)芯片公司中，芯馳科技的X9、G9、V9三類主力SoC產(chǎn)品，覆蓋了智能座艙、中央網(wǎng)關(guān)、自動(dòng)駕駛?cè)齻€(gè)領(lǐng)域，4月發(fā)布的MCU處理器E3按照ISO 26262 ASIL D的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。地平線的征程5，則是國(guó)內(nèi)首顆基于ISO 26262功能安全流程開發(fā)的車規(guī)級(jí)AI芯片，AI算力達(dá)128 TOPS，支持16路攝像頭感知計(jì)算，能夠支持自動(dòng)駕駛所需要的多傳感器融合、預(yù)測(cè)和規(guī)劃控制等需求。 

S32G成為域控制器主流選擇

在域控制器中，網(wǎng)關(guān)處理器的作用不容忽視，其作為域控制器的中心樞紐，負(fù)責(zé)安全和功能域（如動(dòng)力傳動(dòng)、底盤與安全、車身控制、信息娛樂和ADAS等）之間互聯(lián)并處理異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。

2020年以來，多家芯片廠商發(fā)布了汽車網(wǎng)關(guān)全新解決方案。 TI推出基于Jacinto 7處理器平臺(tái)的DRA829V網(wǎng)關(guān)處理器，ST推出了面向汽車網(wǎng)關(guān)和域控制器應(yīng)用的智能網(wǎng)關(guān)平臺(tái)SGP。

NXP推出的新型S32G汽車網(wǎng)關(guān)處理器，主要角色是面向服務(wù)的網(wǎng)關(guān)，將幫助OEM從汽車制造商轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚁?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的服務(wù)提供商。在曹斌看來，S32G讓車輛的控制能夠更像計(jì)算機(jī)。“就像我們現(xiàn)在所熟悉的PC領(lǐng)域里一樣，它有實(shí)時(shí)的部分，也有非實(shí)時(shí)的部分；它可以支持DDR的內(nèi)存，支持高速存儲(chǔ)，還有非常好的網(wǎng)絡(luò)支持，使得它作為通用計(jì)算平臺(tái)是非常方便的。它還可以把實(shí)時(shí)部分和控制部分延伸到下層做軟件封裝、搭清晰穩(wěn)定的架構(gòu)，不斷迭代應(yīng)用軟件?！?/span>

首先，S32G處理器支持服務(wù)型網(wǎng)關(guān)，而非傳統(tǒng)的區(qū)域網(wǎng)關(guān)，接口數(shù)量超越了以往的網(wǎng)關(guān)處理器。S32G配備了20個(gè)CAN/CAN FD的接口、LIN和FLexRay接口，同時(shí)還有4個(gè)千兆以太網(wǎng)接口以及高速的PCI Express 3.0接口，目前搭載千兆以太網(wǎng)的供應(yīng)商并不多。為了更高速連接，S32G還配備了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信加速器，一個(gè)是傳統(tǒng)汽車網(wǎng)絡(luò)加速器，另一個(gè)是新型以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包加速器。千兆以太網(wǎng)處理滿載時(shí)將消耗ARM核心90%的處理能力。啟用加速器后，這一性能下降到可用性能的0.2%左右，使得CPU可以自由處理一系列其他任務(wù)。

高規(guī)格的安全性，也是S32G的的重要優(yōu)勢(shì)。車輛設(shè)計(jì)得越來越復(fù)雜，意味著出錯(cuò)的概率也越來越高，S32G是全球首次將傳統(tǒng)MCU與具備ASIL D功能安全的高性能MPU集成在一顆芯片上的產(chǎn)品，通過S32G的架構(gòu)圖可看出，其包含了3對(duì)Cortex-M7內(nèi)核，以鎖步模式運(yùn)行。每一對(duì)中的兩個(gè)內(nèi)核運(yùn)行著相同的指令，為處理的異常錯(cuò)誤檢測(cè)能力提供了支持，而不同對(duì)的內(nèi)核可以執(zhí)行不同的任務(wù)。

另外，四個(gè)Cortex-A53內(nèi)核可以配置為鎖步模式運(yùn)行（2x2），這樣每對(duì)內(nèi)核就可以同時(shí)在兩個(gè)內(nèi)核上運(yùn)行任務(wù)，或者如果不需要這種處理冗余，四個(gè)A53內(nèi)核也可以配置為獨(dú)立運(yùn)行模式。

在智能化方向下發(fā)展的趨勢(shì)，汽車行業(yè)成立了類似AUTOSAR的標(biāo)準(zhǔn)，希望整車廠可以從不同的供應(yīng)商這邊各取所需，讓軟件開發(fā)能夠更有持續(xù)性，幫助大家達(dá)到軟件可復(fù)用性和可交換性。NXP在操作系統(tǒng)中，也提供自適應(yīng)了AUTOSAR和經(jīng)典AUTOSAR的一些合作伙伴，方便客戶快速搭建一個(gè)最終的車輛服務(wù)型網(wǎng)關(guān)或者中央大腦等產(chǎn)品。 

東軟睿馳與S32G的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合

8月26日，東軟睿馳發(fā)布了兩款新一代面向SOA的標(biāo)準(zhǔn)化域控制器產(chǎn)品，一款是面向自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的行泊一體域控制器，一款是面向整車的通用域控制器。其中通用域控制器，運(yùn)用的就是S32G處理器。

為了進(jìn)一步提升整車廠商的適配性、高效性，東軟睿馳在S32G豐富接口的基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級(jí)。東軟睿馳的通用域控制器對(duì)適配接口進(jìn)一步封裝，具備更豐富的接口協(xié)議、支持CAN FD通訊，通訊網(wǎng)絡(luò)加速器可加速Ethernet、CAN、LIN通訊單元，為整車廠商的應(yīng)用支持提供了靈活性，也讓用戶擁有更多樣的選擇。

東軟睿馳通用域控制器

借助S32G高效處理的優(yōu)勢(shì)，東軟睿馳通用域控制器產(chǎn)品采用SOC+MCU的內(nèi)核配置，也能實(shí)現(xiàn)多核多任務(wù)系統(tǒng)處理，算力可達(dá)15900 DMIPS。

面對(duì)整個(gè)行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)安全的愈發(fā)重視，東軟睿馳通用域控制器的安全性也極高。支持信息安全AES、RSA、ECC、RNG等硬件加速引擎，可支持國(guó)密SM2、SM3、SM4加密算法;功能安全方面最高支持ISO 26262 ASIL D。

如今，全球共有近300家AUTOSAR合作伙伴參與到組織里共同工作，作為AUTOSAR開發(fā)會(huì)員，東軟睿馳基于AUTOSAR自主研發(fā)了面向下一代汽車通訊和計(jì)算架構(gòu)的系統(tǒng)平臺(tái)NeuSAR。

東軟睿馳基于在NeuSAR平臺(tái)的研發(fā)成果，結(jié)合NXP在AUTOSAR提供的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，使得通用域控制器能夠?yàn)檎囂峁㏒OA服務(wù)平臺(tái)，基于面向SOA的軟件架構(gòu)，通用域控制器可以協(xié)助用戶進(jìn)行統(tǒng)一OTA升級(jí)。

比如可廣泛應(yīng)用于以下域控制器方案:

1.整車域控制組件:集成網(wǎng)關(guān)、車窗控制、燈光控制等功能模塊;

2.動(dòng)力域控制組件:集成整車控制器、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等功能模塊;

3.底盤域控制組件:集成智能控制懸掛、電子駐車單元等系統(tǒng)功能模塊;

4.車載中央計(jì)算機(jī):可協(xié)調(diào)各個(gè)域控單元組件有序工作;

5.更多應(yīng)用場(chǎng)景可根據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行功能組件的組合。

以上種種可看出，結(jié)合S32G車用網(wǎng)絡(luò)處理器等產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，東軟睿馳提供的域控制器已具備行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。未來，在域控制器的發(fā)展下，“S32G們”將會(huì)打破現(xiàn)有汽車芯片供應(yīng)商的格局，東軟睿馳等Tier1企業(yè)也將在芯片技術(shù)的變革之下，與車企和合作伙伴展開更多、更深入的合作，提供面向新E/E架構(gòu)下，基于SOA的標(biāo)準(zhǔn)化硬件計(jì)算平臺(tái)、基礎(chǔ)軟件、中間件、工具鏈產(chǎn)品以及多樣化的服務(wù)與支持。

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