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[导读]混合关键性系统的日益复杂,加剧了对递增的功能安全和实时设计灵活性的需求。

近日,Arm发布了Arm® Cortex®-R系列的最新产品Cortex-R52+,可支持汽车电子设计的演变,帮助汽车研发人员在巨大的压力下,达成汽车设计的要求。

Arm汽车事业部副总裁Chet Babla表示:“随着虚拟电子控制单元(ECU)的应用越来越普遍,它们需要通过验证过的嵌入式实时技术提供支持,实现虚拟嵌入式应用之间的严格隔离。Cortex-R52+可为具有功能安全要求的实时应用提供更好的可配置性。这对于ECU的整合日益重要。”

作为Arm安全就绪(Safety Ready)产品组合的一部分,Cortex-R52+能够出色地满足异构SoC内部集成的安全岛的需求,广泛应用于包括ADAS和座舱控制器在内的诸多应用。该IP采用多处理器配置,单个集群内部可容纳多达四对锁步(lock-stepped)CPU,以提供最高的安全完整性。此外,如果需要更高的计算性能,也可以将其配置为8个CPU。

Cortex-R52+基于以下三大基础技术:

◆ 软件隔离:通过硬件实现的软件隔离,意味着软件功能互不干扰。对于安全相关的任务,这也意味着需要认证的代码更少,从而节省了时间、成本和工作量。

◆ 支持多个操作系统:借助虚拟化功能,开发人员能够在单个CPU内,使用多个操作系统来整合应用。这样可以简化功能的添加,而无需增加电子控制单元的数量。

◆ 实时性能:Cortex-R52+的高性能多核集群可为确定性系统提供实时响应能力,且在所有Cortex-R产品中产生的延迟最低。

与Cortex-R52相同,Cortex-R52+将采用独立评估和认证,达到ISO 26262标准的ASIL D等级,以及IEC 61508标准的SIL 3等级,可以避免系统性失效和覆盖随机硬件故障。

汽车设计人员面临的巨大压力

如今的汽车设计人员面临着三大压力:

◆ 第一,汽车电动化发展迅速:根据Strategy Analytics的预测,到2027年,全球汽车销量中将有40%是油电混合或纯电动汽车。

◆ 第二,为处理座舱,引擎,底盘和传动系统中的高级功能,软件将变得越来越复杂,对应用整合的需求也不断提升,这就需要包括实时功能在内的混合计算能力。

◆ 第三,安全关键型元件越来越多,意味着汽车设计必须达到ISO 26262等汽车功能安全标准的要求。

现如今的汽车可能采用远多于100个单独的ECU,高档汽车制造商表示,他们的汽车平均每年增加四个ECU。随着ECU的增加,汽车就需要更多复杂、昂贵且沉重的线缆,迫使汽车电子设计人员必须整合设计,将许多控制功能集成到少量但具备更高算力的域控制器或区域控制器中。

由于同一计算资源将被更多应用共享,因此虚拟化需求不容忽视。处理器内核是正在应用虚拟化的领域之一,它们处理时间关键功能并管理安全岛。随着时间关键型系统整合到域控制器和区域控制器中,设计人员必须能够保持确定性的实时执行。

增强汽车功能安全性

长期以来,Arm不断加大对汽车计算产品的投资,旨在让OEM能够满足这些不断变化且高要求的汽车设计需求。2020年,Arm发布了功能强大的下一代CPU、GPU和图像信号处理器,例如Arm Mali-C71AE。这些处理器的设计都是为了可以集成到安全相关系统,以满足针对汽车的ISO 26262 / ASIL B和ASIL D以及工业应用中的IEC 61508 SIL 2和SIL 3完整性要求。

征程才刚刚开始

Arm对于汽车设计愿景的核心原则是安全功能必须基于坚实的基础,Cortex-R52+的推出强化了这一基础,为时间关键型应用提供了增强的安全性、灵活性和实时性能。

Arm仍在继续开发安全就绪产品组合,不仅包括芯片IP,还包括安全包和相关软件,例如软件测试库(STL)、功能安全运行时系统(FuSa RTS),以及Arm功能安全编译器等开发工具。该产品组合不仅仅能帮助硬件产品开发,这些解决方案将会显著加快软件开发和验证,同时缩短部署安全可靠的系统的路径。

打造更安全的驾驶世界所面临的挑战是使设计师和开发人员能够更快,更高效地交付更先进,功能更安全,更具信息安全且更具成本效益的解决方案。这是汽车发展历史上的重大挑战之一,Arm将不惧挑战,创造历史。

更多的产品资讯,欢迎访问Cortex-R52+产品页面。

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