《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Arm Cortex-R52+ 增強(qiáng)時(shí)間關(guān)鍵型汽車設(shè)計(jì)

混合關(guān)鍵性系統(tǒng)的日益復(fù)雜 加劇了對(duì)遞增的功能安全和實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)靈活性的需求
2021-03-05
來(lái)源:Arm
關(guān)鍵詞: ARM Cortex-R52+ 汽車功能安全性

Arm近日發(fā)布了Arm? Cortex?-R系列的最新產(chǎn)品Cortex-R52+,可支持汽車電子設(shè)計(jì)的演變,幫助汽車研發(fā)人員在巨大的壓力下,達(dá)成汽車設(shè)計(jì)的要求。

Arm汽車事業(yè)部副總裁Chet Babla表示:“隨著虛擬電子控制單元(ECU)的應(yīng)用越來(lái)越普遍,它們需要通過(guò)驗(yàn)證過(guò)的嵌入式實(shí)時(shí)技術(shù)提供支持,實(shí)現(xiàn)虛擬嵌入式應(yīng)用之間的嚴(yán)格隔離。Cortex-R52+ 可為具有功能安全要求的實(shí)時(shí)應(yīng)用提供更好的可配置性。這對(duì)于ECU的整合日益重要?!?br/>

作為Arm安全就緒(Safety Ready)產(chǎn)品組合的一部分,Cortex-R52+ 能夠出色地滿足異構(gòu)SoC內(nèi)部集成的安全島的需求,廣泛應(yīng)用于包括ADAS和座艙控制器在內(nèi)的諸多應(yīng)用。該IP采用多處理器配置,單個(gè)集群內(nèi)部可容納多達(dá)四對(duì)鎖步(lock-stepped)CPU,以提供最高的安全完整性,此外,如果需要更高的計(jì)算性能,也可以將其配置為8個(gè)CPU。

Cortex-R52+基于以下三大基礎(chǔ)技術(shù):

·        軟件隔離:通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的軟件隔離,意味著軟件功能互不干擾。對(duì)于安全相關(guān)的任務(wù),這也意味著需要認(rèn)證的代碼更少,從而節(jié)省了時(shí)間、成本和工作量。

·        支持多個(gè)操作系統(tǒng):借助虛擬化功能,開(kāi)發(fā)人員能夠在單個(gè)CPU內(nèi),使用多個(gè)操作系統(tǒng)來(lái)整合應(yīng)用。這樣可以簡(jiǎn)化功能的添加,而無(wú)需增加電子控制單元的數(shù)量。

·        實(shí)時(shí)性能:Cortex-R52+的高性能多核集群可為確定性系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)響應(yīng)能力,且在所有Cortex-R產(chǎn)品中產(chǎn)生的延遲最低。

與Cortex-R52相同,Cortex-R52+ 將采用獨(dú)立評(píng)估和認(rèn)證,達(dá)到ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的ASIL D等級(jí),以及IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)的SIL 3等級(jí),可以避免系統(tǒng)性失效和覆蓋隨機(jī)硬件故障。

汽車設(shè)計(jì)人員面臨的巨大壓力

如今的汽車設(shè)計(jì)人員面臨著三大壓力。第一,汽車電動(dòng)化發(fā)展迅速:根據(jù)Strategy Analytics的預(yù)測(cè),到2027年,全球汽車銷量中將有40%是油電混合或純電動(dòng)汽車。第二,為處理座艙,引擎,底盤和傳動(dòng)系統(tǒng)中的高級(jí)功能,軟件將變得越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)應(yīng)用整合的需求也不斷提升,這就需要包括實(shí)時(shí)功能在內(nèi)的混合計(jì)算能力。第三,安全關(guān)鍵型元件越來(lái)越多,意味著汽車設(shè)計(jì)必須達(dá)到ISO 26262等汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。

現(xiàn)如今的汽車可能采用遠(yuǎn)多于100個(gè)單獨(dú)的ECU,高檔汽車制造商表示,他們的汽車平均每年增加四個(gè)ECU。隨著ECU的增加,汽車就需要更多復(fù)雜、昂貴且沉重的線纜,迫使汽車電子設(shè)計(jì)人員必須整合設(shè)計(jì),將許多控制功能集成到少量但具備更高算力的域控制器或區(qū)域控制器中。

由于同一計(jì)算資源將被更多應(yīng)用共享,因此虛擬化需求不容忽視。處理器內(nèi)核是正在應(yīng)用虛擬化的領(lǐng)域之一,它們處理時(shí)間關(guān)鍵功能并管理安全島。隨著時(shí)間關(guān)鍵型系統(tǒng)整合到域控制器和區(qū)域控制器中,設(shè)計(jì)人員必須能夠保持確定性的實(shí)時(shí)執(zhí)行。

 

增強(qiáng)汽車功能安全性

長(zhǎng)期以來(lái),Arm不斷加大對(duì)汽車計(jì)算產(chǎn)品的投資,旨在讓OEM能夠滿足這些不斷變化且高要求的汽車設(shè)計(jì)需求。2020年,Arm發(fā)布了功能強(qiáng)大的下一代CPU、GPU和圖像信號(hào)處理器,例如Arm Mali-C71AE。這些處理器的設(shè)計(jì)都是為了可以集成到安全相關(guān)系統(tǒng),以滿足針對(duì)汽車的ISO 26262 / ASIL B和ASIL D以及工業(yè)應(yīng)用中的IEC 61508 SIL 2和SIL 3完整性要求。

 

征程才剛剛開(kāi)始

Arm對(duì)于汽車設(shè)計(jì)愿景的核心原則是安全功能必須基于堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),Cortex-R52+ 的推出強(qiáng)化了這一基礎(chǔ),為時(shí)間關(guān)鍵型應(yīng)用提供了增強(qiáng)的安全性、靈活性和實(shí)時(shí)性能。


Arm仍在繼續(xù)開(kāi)發(fā)安全就緒產(chǎn)品組合,不僅包括芯片IP,還包括安全包和相關(guān)軟件,例如軟件測(cè)試庫(kù)(STL),功能安全運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)(FuSa RTS),以及Arm功能安全編譯器等開(kāi)發(fā)工具。該產(chǎn)品組合不僅僅能幫助硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā),這些解決方案將會(huì)顯著加快軟件開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證,同時(shí)縮短部署安全可靠的系統(tǒng)的路徑。

打造更安全的駕駛世界所面臨的挑戰(zhàn)是使設(shè)計(jì)師和開(kāi)發(fā)人員能夠更快,更高效地交付更先進(jìn),功能更安全,更具信息安全且更具成本效益的解決方案。這是汽車發(fā)展歷史上的重大挑戰(zhàn)之一,Arm將不懼挑戰(zhàn),創(chuàng)造歷史。


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