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互联汽车加速多核处理器开发

互联汽车加速多核处理器开发 怿星科技
2016-08-23
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导读:未来汽车上的开发在关注于汽车与外部世界的互联能力的同时,还会以增强乘员在车内的体验为目标。未来将是互联汽车的世界,汽车不仅能够持续改善自身的操作和维护,还能够基于车载传感器和互联网连接,持续提升乘员的


现代汽车的计算能力已经相当于20台个人电脑,含约1亿行代码,数据处理容量已经达到每小时25G,这其中很大一部分处理能力都跟汽车内部功能优化相关。未来汽车上的开发在关注于汽车与外部世界的互联能力的同时,还会以增强乘员在车内的体验为目标。未来将是互联汽车的世界,汽车不仅能够持续改善自身的操作和维护,还能够基于车载传感器和互联网连接,持续提升乘员的驾乘便利和舒适性。


根据技术研究机构的研究,虽然未来购买汽车的花费保持稳定,但是在汽车互联性上全球市场将迎来巨大的增长,到2020年,相关互联部件和服务将从300亿欧元增长到 1700亿。随着越来越多的互联汽车进入市场,车上的信息娱乐系统将面临巨大变化。最近在慕尼黑举行的欧盟汽车电子工业展会上,哈曼CoC系统的副总 Klaus Beck勾勒了行业所面临的巨大变革,并预测车联网平台将会与信息系统功能深度集成,例如:M2M 消息路由和C2X 功能。并且,以太网连接和物联网也将持续增长。

 


       与此发展相对应的是,信息系统已经从一个简单地音响系统演化成具备多种互联能力的多媒体系统,并且消费者还希望具备更多特性和功能,业内对物联网连接能力的需求还在不断上升。在最近举办的“嵌入式世界2015”会议上,1615多名参会者对此深以为然,并听取了美国芯科实验室的首席执行官 Tyson Tuttle 主讲介绍,物联网带来的不仅是更多便利和应用,还有更好地健康和安全。然而,为支持物联网软硬件平台所建立的未来中心,也将面临实车计算的巨大挑战。


 例如新的驾驶员辅助系统,全数字仪表、抬头显示器全都需要更强的计算能力。然而,目前的汽车CPU在现有条件下往往捉襟见肘。为应对不断变化的远景目标,汽车供应商正快速切换到多核处理器上来。


符合行业标准的新四核处理器


在西班牙巴塞罗那举行的移动通信世界大会,飞思卡尔发布了一款多核芯片,无论是在可靠性、安全性还是保密性上,都提高了好几个等级,已成为下一代互联汽车和自动驾驶汽车不可或缺的”智能副驾”。在2030年前,该芯片很可能成为应用在自动驾驶汽车上的首款芯片。


飞思卡尔微控制器汽车工程副总 Ray Cornyn 表示,新推出的S32V处理器是为满足汽车级质量标准而设计的处理器。该型号采用了大量电路冗余设计,以及无线接口的安全防护。基于ARM的四核,采用 CogniVue 第二代智能图形处理器,能接收和处理大量传感器数据。


 该集成电路芯片除具备先进的视觉处理算法和传感器数据融合技术外,还能抵御外部无线攻击,这对保证互联汽车安全是非常必要的。据 Tirias Research 首席分析师Jim McGregor 评价,虽然市面上还有更高性能的处理器,但就低功耗、汽车级安全及保密标准而言,无一能满足此要求。S32V集成了网络硬件加密,可满足绝大多数辅助驾驶 要求,因而成为未来主流汽车解决方案。


 集成电路中的其他特性,如信号路径冗余、软件错误检查、硬件故障检测以及硬分区能力,可以在不危害刹车或转向情况下,安全关闭和重启系统。为满足严格的 ISO 26262 功能安全标准要求,该集成芯片可对S32V设备所获取的视觉数据做融合处理,并能支持多数据流,如:雷达、激光雷达、超声波,这些传感器数据可以进一步提供图像识别精度。该芯片在2015/07限量生产,一年后供应汽车市场,可为2017年前的量产车型提供配套。为充分发挥多核处理器潜能,需要专用的软件解决方案以优化嵌入式系统能力。无论如何,针对嵌入式多核处理器的软件开发都是费时费力的。


针对多核处理器平台的快速软件开发工具


卡尔斯鲁厄技术研究所主导的ALMA EU项目中,研究人员开发了一种新的集成工具链,可简化这一开发过程。根据测试结果,ALMA 工具链在可减少开发时间,降低58%的编程成本,相对单核处理器,采用多核可提升三倍性能。


在ALMA项目后期,项目两个合作方,夫琅和费光电系统技术与图像探索研究所(IOSB,卡尔斯鲁厄和埃特林根),和 Intracom SA 电信解决方案(希腊),共同评估了该工具链。双方都使用该工具将一款软件从单核平台移植到四核平台,作为参考,夫琅和费IOSB在多目标识别和跟踪应用中 测试了该工具链。Intracom电信公司使用WiMAX(全球互通微波存取,WorldwideInteroperability for Microwave Access)高速无线通讯应用来连接互联网宽带。


 测试的结果让人振奋,两个完全不同的应用测试结果表明,四核处理器上的处理速度比单核快三倍。


汽车多核处理器应用的前景


尽管消费者对联网的需求和隐私的关注强烈,但为此付费的意愿却比较弱,这让业内开发人员处于尴尬境地。按之前汽车技术的发展轨迹,互联程度会越来越高,未来汽车厂商将面临艰难而又微妙的决定。


为获得成功,汽车制造商需要设计出可升级、经得起未来考验的系统,以保持与板载系统及应用一样开速发展的节奏。更具体的来说,汽车必须能够安全可靠的升级软件,而不影响系统的核心功能,这些功能包括:


  • 防火墙和安全特性,例如高级内存保护,故障保存,自适应时间分割以避免新应用抢占内核进程的CPU时间。


  • 高度模块化架构,通过空中固件升级(FOTA, Firmware Over The Air)技术简化软件升级过程。


 然而,四核会是汽车上的终极方案吗,未来汽车上会不会有更多核的芯片出现?Tilera公司已经开始开发72核芯片来进行高速处理。2010年在 IEEE Spectrumback的一次采访中,AMD公司研究员Chuck Moore推测,单纯添加传统内核并不实际。每增加一个核,功率增加8到10瓦,更多地核意味着接近功率极限。除非创造性的重新思考系统模块,Moore 预计16核将是主流芯片的上限。



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