Arm Cortex-R52+增強(qiáng)時(shí)間關(guān)鍵型汽車設(shè)計(jì)

近日，Arm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?！?/span>

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發(fā)工具。該產(chǎn)品組合不僅僅能幫助硬件產(chǎn)品開發(fā)，這些解決方案將會(huì)顯著加快軟件開發(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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