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[导读]随着汽车软件数量爆发式的增长,整个行业都需要重新思考汽车产品的开发流程。为此,Arm推出了丰富的硬件IP、新的系统IP,以及全新的汽车计算与计算子系统产品路线图,旨在为各种汽车应用实现性能、功能安全、可扩展等方面的支持。

当前,汽车行业的发展正处于从“软件定义”迈向“AI定义”的关键阶段。这一变革不仅给传统的汽车系统设计带来了前所未有的挑战,同时也让未来汽车中的软件和计算变得越来越复杂。

在此背景下,Arm推出了丰富的硬件IP、新的系统IP,以及全新的汽车计算与计算子系统产品路线图,旨在为各种汽车应用实现性能、功能安全、可扩展等方面的支持。

为了让行业更加全面地了解这些创新成果,在近日举办的Arm技术媒体沟通会上,Arm汽车事业部全球市场副总裁Dennis Laudick对其进行了详细的介绍,并分享了相关领域的技术发展与应用情况。

解锁多个“首次”!Arm全新汽车技术可缩短多达两年的开发周期

图:Arm汽车事业部全球市场副总裁Dennis Laudick

解锁多个“首次”,引领行业创新

据Dennis Laudick介绍,Arm作为汽车半导体设计领域的主要参与者,目前已经拥有了高效小巧的Cortex-M系列处理器、Cortex-R系列实时处理器、Cortex-A系列处理器、GPU、ISP(图像信号处理器)以及系统IP等产品。然而,随着汽车软件数量爆发式的增长,整个行业都需要重新思考汽车产品的开发流程。因此,Arm已经开始探索未来产品将被如何应用,以及如何帮助客户解决在打造终端解决方案时所面临的难题。

对于汽车而言,一个完整的技术堆栈应该由几部分构成。“在常见的汽车技术堆栈中,最底层是基础硬件,也是Arm技术被广为人知的应用层级;而在基础硬件之上,需要有基础软件,比如操作系统;在操作系统之上,则是各种应用软件。因此,我们不仅发布了全新的底层基础硬件,还一并带来了完整的技术堆栈。”Dennis Laudick介绍说。

1、Arm Neoverse V3AE

对于Arm来说,本次带来的一系列新品,其中有很多都是“首次”应用。比如,Arm首次将服务器级别性能的Neoverse引入到汽车应用中,从而推出了Arm Neoverse V3AE。

“我们之所以这样做,是因为人工智能对汽车行业高端应用的需求越来越大。与Arm上一代性能最强的AE IP(Cortex-A78AE)相比,Neoverse V3AE每核性能可提升50%;同时,它还能够将Armv9架构在安全、人工智能方面的优势带入到汽车领域,与我们所有的汽车产品一样,Neoverse V3AE完全支持汽车行业所需的安全机制。”Dennis Laudick解释说。

作为一家全球领先的半导体设计与软件平台公司,Arm看到人工智能和软件将更高的算力需求引入到了汽车领域,而市场对这款产品抱有很大的兴趣。例如,英伟达新一代集中式车载计算平台NVIDIA DRIVE Thor就采用了Neoverse V3AE,以此来为AI加速的自动驾驶和先进驾驶辅助系统(ADAS)工作负载带来服务器级的性能。

解锁多个“首次”!Arm全新汽车技术可缩短多达两年的开发周期

图:Arm带来最丰富的硬件IP、新的系统IP,以及计算子系统路线图

2、Arm Cortex-A720AE和Arm Cortex-A520AE

与此同时,Arm首次将Armv9架构技术带入汽车应用,更新了Cortex-A的两款产品,推出了Cortex-A720AE和Cortex-A520AE。在保证汽车的安全、机器学习和虚拟化功能等方面进一步提升的同时,为广泛的软件定义汽车(SDV)应用带来业界领先的持续性能及SoC的设计灵活性。更新后的Cortex-A处理器还实现了大量的功能提升,比如目前可支持多达14个分核锁步内核。

“我们的处理器都支持汽车增强功能。在这些功能之上,我们还拓展和支持了更多的新功能,比如从汽车安全的角度出发,我们过去支持分核和锁步的CPU,它们可以独立运行或者同步运行,但这也使得客户不得不在性能和成本之间做出选择。此次,我们还引入了第三种模式——混合模式,能够帮助客户在安全性和成本之间实现平衡。”Dennis Laudick补充道。

3、Arm Cortex-R82AE

除此之外,Arm还首次将64位计算引入到实时处理器中,推出了Arm Cortex-R82AE。这是Arm第一款64位Cortex-R实时处理器,也是Arm迄今为止性能最高的功能安全实时处理器。它不仅可以和Cortex-A、安全岛配合使用,随着64位的引入,它还可以更自然地作为安全岛来支持Cortex-A。因此,Arm Cortex-R82AE一经面世,就受到了行业内的高度关注。

升级技术应用,助力高效开发

作为本次发布的重头戏之一,Arm还更新了Mali ISP(图像信号处理器),推出了Arm Mali-C720AE。据悉,这是一款可配置的图像信号处理器(ISP),专为最苛刻的计算机视觉和人类视觉用例而优化设计。Mali ISP一大的特点就是可以支持多管线并行,目前已在全球数百万辆汽车上运行。

一般情况下,人类视觉对应的摄像头系统和计算机视觉算法,对输入数据的处理方式全然不同。而在此次更新后,Mali ISP可以同时支持人类视觉与计算机视觉的处理类型,实现同步运行。此外,对于ISP而言的最大一个挑战就是需要大量的手动调优,但此次更新后,Mali ISP支持可微分,基本上实现了自动调优。

展望未来,汽车系统只会变得更加复杂,对功能安全的需求也会随之加剧。不过,随着全新产品的推出,Arm在各个方面都进一步拓展了产品路线图以及产品的功能。据Dennis Laudick透露,Arm正在计划针对汽车应用提供计算子系统,将其AE IP的配置进行预集成与验证,并在先进的代工工艺上,对性能、功耗和面积进行优化。“在今天众多的‘首次’中,其实还包括首次宣布Arm汽车计算子系统(CSS)的路线图,Arm将于2025年交付首款汽车应用的CSS。”

为了进一步说明Arm汽车计算子系统(CSS)的功能和作用,Dennis Laudick分享了相关示例。据悉,Arm针对汽车应用的计算子系统是一个CPU集群,内置了互联、安全岛和安全功能,它可以帮助合作伙伴以更低的成本和风险、更快的速度构建产品。而Arm之所以设计这种集群,正是为了响应市场和合作伙伴提出的需求。

解锁多个“首次”!Arm全新汽车技术可缩短多达两年的开发周期

图:Arm汽车计算子系统(CSS)示例

事实上,Arm在汽车领域已经深耕了30多年,其关键的发展里程碑包括:2000年初推出的支持锁步安全功能的CPU;2018年推出的专为汽车应用打造的汽车增强(AE)IP;2021年发起的名为“SOAFEE”(面向嵌入式边缘的可扩展开放架构)的项目,该项目旨在让生态系统中的合作伙伴实现共同协作,解决汽车行业面临的软件层面的挑战。

而此次发布的全新汽车计算与计算子系统产品路线图,则代表着Arm迈向未来的下一个里程碑!

凝聚行业力量,共绘发展蓝图

值得一提的是,除了发布以上新产品、新技术之外,Arm还携手生态伙伴推出了虚拟原型解决方案,通过云端的虚拟实例或者虚拟原型平台,就能实现汽车软硬件同步开发。

我们都知道,传统的汽车产品开发通常采用的是线性流程。也就是说,如果要开发一个新的产品,就必须要等到物理硬件就绪,开发者才能启动软件开发。然后,等软件开发完成后,才能进行系统的集成和测试。这一过程往往需要耗费很长的时间,而智能时代是软件数量爆发的时代,这种传统线性的开发模式已经无法满足市场需求。因此,Arm推出了新的虚拟原型平台。

对于行业参与者来说,虚拟原型解决方案的最大优点就是,在满足设计要求的前提下,缩短汽车产品开发的时间。“有了这套解决方案,我们在物理芯片就绪之前,就可以启动基于Arm AE IP的软件开发了,也就是软硬件同步设计开发,由此可以显著缩短整体开发时间。”Dennis Laudick谈到:“我们从汽车生态系统合作伙伴的反馈得知,该解决方案可以帮助他们缩短多达两年的软件开发时间。

据了解,Arm为了推出这款虚拟原型平台,从生态系统中召集了大量的合作伙伴,其中不乏BlackBerry QNX、红帽(Red Hat)、Eletrobit、维克多(Vector)等汽车操作系统供应商,以及TIER IV、LeddarTech、Autoware Foundation等汽车应用合作方。在业界领先的新一代Arm AE IP上利用虚拟原型开发,在基于行业共同协作下的全栈软件中实现更早、更无缝的开发体验。

解锁多个“首次”!Arm全新汽车技术可缩短多达两年的开发周期

图:Arm已在汽车领域深耕30多年

“Arm在满足未来汽车中更多的软件和计算复杂性所需的解决方案中,不仅推出了令人兴奋的硬件产品组合,还带来了虚拟原型平台,实现了在物理芯片就绪前启动基于Arm AE IP的软件开发;同时,还通过生态系统完善了整个技术堆栈,并宣布了首款汽车应用的计算子系统(CSS)预计于2025年交付。”Dennis Laudick总结道,基于这些新产品和新技术,Arm为赋能汽车生态系统发展又迈出了关键一步。

可以预见,在这些创新成果的推动下,Arm将助力未来的汽车开发流程变得更加简单高效。

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