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加速业界迈进安全自动驾驶之路
 

【作者: Arm】2018年10月01日 星期一

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安全是车厂最优先关切的要务,不仅因自动驾驶系统中许多技术因素涉及控制所有层面的驾驶动作,另一方面,安全也确保人类乘员能信任其「自动驾驶」。若消费者无法信任其车辆的自动驾驶系统是安全的,大众市场采纳这项技术的时间就会往後推迟。


自动驾驶要消弭的正是人为因素,亦即驾驶人的过失。有94%的交通事故是驾驶人疏失的结果,完全自动驾驶预期将大幅减少事故与伤亡的数量。因此,安全决不容许出事後检讨弥补,在开发自动驾驶等级的SoC晶片与系统时,必须将内部机能的安全(safety)优先顺序放在效能、能源效率、以及外部事故防护(security)等因素之前。不幸的是,在开发Level 5等级自动驾驶原型制品方面,通常都采用高耗电且价格高昂的资料中心等级CPU,而这类晶片甚至没有最基本的功能安全能力。



图1 : Split-Lock对於业界并非崭新的概念,Arm率先将它导入处理器,让产品发挥专为如自动驾驶等高效能汽车应用所设计的功能。(source:Arm)
图1 : Split-Lock对於业界并非崭新的概念,Arm率先将它导入处理器,让产品发挥专为如自动驾驶等高效能汽车应用所设计的功能。(source:Arm)

Arm多年来一直将安全列为最优先要务,这正是各种先进驾驶辅助系统(ADAS)应用的晶片中,有65%采用Arm的IP的重要原因。Arm的汽车生态系统能获得广泛的功能安全IP,这些方案都拥有最新ISO认证。为进一步确保晶片夥伴抢先投入安全的产品研发,Arm公布Arm Safety Ready计画,集中Arm在安全方面??注的庞大投资,晶片夥伴以及整个汽车供应链得以加快发展时程,将更安全的产品推入市场。


然而Arm在安全方面并不仅止於整合最新的规格认证与标准。Arm同时推出首款整合安全功能的自驾车等级处理器:全新Arm Cortex-A76AE,特别针对汽车量身设计,并纳入Split-Lock技术,这项颠覆市场的安全创新科技首度融入到应用处理器之中。


达到安全就绪,迈入下个自动驾驶等级

Safety Ready计画涵盖Arm现有的安全以及新型或未来产品,这些方案经过严苛的功能安全程序,包括系统性流程以及研发,以支援ISO 26262以及IEC 61508标准。此外,Safety Ready提供一站购足的软体、工具、元件、认证、以及标准等所有资源,协助Arm夥伴简化整合功能安全性的流程并降低成本。藉由发挥此计画安全的优势,夥伴厂商与车厂将有信心,确保其SoC与系统纳入最高等级的功能安全,满足各种自驾车应用的要求。


Cortex-A76AE:整合安全的自驾车等级处理器

Cortex-A76AE是特别针对汽车量身设计的颠覆性CPU,并针对7奈米制程节点进行最隹化。型号AE代表Automotive Enhanced (汽车强化),因此该型号的Arm IP都将纳入满足车载处理运算相关需求的功能。



图2 : Cortex-A76AE是特别针对汽车量身设计的CPU,整合Split-Lock技术,并针对7奈米制程节点进行最隹化。(source:Arm)
图2 : Cortex-A76AE是特别针对汽车量身设计的CPU,整合Split-Lock技术,并针对7奈米制程节点进行最隹化。(source:Arm)

自动驾驶除了需要极高的处理能力,还必须将安全作为标准配备。Cortex-A76AE不牺牲其他方面性能的优异表现,成为具备Split-Lock功能的高效能应用处理器,不仅具备自动驾驶应用所需的处理效能,还拥有高完整性的安全机制。Split-Lock对於业界并非崭新的概念,然而Arm率先将它导入处理器,让产品发挥专为如自动驾驶等高效能汽车应用所设计的功能。


Arm Cortex-A76AE省电运算的优势,让车厂得以自行设计自己的自动驾驶系统,满足现今原型制品所需瓦特等级的省电性,取代耗能数千瓦的旧技术。更低的功耗亦更加节省汽车的电池电力,结合低发热的特色,不仅有助於加入充裕的运算效能,还能让业者开发出更多总成本更低的自驾车方案。


Arm一如以往将整体系统纳入考量,因此为了使Cortex-A76AE得以完整,Arm推出全新Automotive Enhanced汽车强化系统IP,协助各界设计全方位的自驾车等级SoC。


全新CoreLink GIC-600AE、CoreLink MMU-600AE、以及CoreLink CMN-600AE提供包括高效能中断管理、延伸虚拟化与记忆体管理、以及连接至多个CPU丛集等各项关键元素,以在安全多核系统中弹性调整效能。这些产品设计用来开发高效能系统,锁定ASIL-B至ASIL-D等级的安全完整性,并支援Split-Lock以及系统化功能,协助将功能安全机制融入到Cortex-A76AE处理器。


汽车生态系统提供扩充性

研发成本会随着软体复杂度以及自驾系统数量的增加而急速攀升。纳入这方面的考量,预期Level 5等级的自驾车将需要10亿行程式码,相较之下,波音公司的787 Dreamliner客机只需要1,400万行程式码。Arm与其阵容坚强的汽车开发商生态系统,正着手针对所有层面的汽车软体堆叠,以及通用架构上的各种工具,致力简化其开发流程并降低成本。


Arm的汽车IP蓝图

Cortex-A76AE是「Automotive Enhanced」处理器蓝图的首款成员,将提供完备的功能安全性IP。全新蓝图包含「Helios-AE」以及 「Hercules-AE」,全都针对7奈米制程进行最隹化。


Arm从1996年即着手针对汽车应用开发专属晶片,能满足全车所有元件的运算需求,透过为业界提供自驾车等级的安全运算解决方案,Arm与其生态系统确保安全绝非事後检讨弥补,并协助汽车制造商赢得消费者的信任,推动安全与完全自动驾驶车辆能全面量产普及。


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