NXP S32G: Унифицированный шлюз для next-gen подключенных автомобилей

ЛАС-ВЕГАС — NXP Semiconductors представила S32G, single-chip fusion автомобильного микропроцессора и enterprise network процессора, согласно Рэю Корнину, VP и GM Vehicle Dynamics Products. S32G служит центральным gateway для подключенных автомобилей, доставляя enterprise-grade networking, продвинутую ADAS поддержку и надежные secure communications.

Что включает NXP S32G (Источник: NXP Semiconductors)

Ближе взгляд внутри S32G раскрывает car OEM wish list для next-generation автомобилей в 2021 и далее.

Среди желаний: over-the-air software updates — а ля Tesla — чтобы сделать автомобили «software upgradeable», сдвиг к новым domain-based автомобильным архитектурам (то есть консолидации ECU), усиленные security фичи (включая intrusion detection/monitoring), способность автомобиля анализировать данные на краю без постоянной зависимости от облака, и улучшенная безопасность до ASIL D.

В «connected vehicles» car OEM ищут новые бизнес-возможности, включая subscription модели и usage-based insurance.

«Это worldwide тренд среди car OEM приносить все эти новые бизнес-возможности и capabilities к next-generation автомобилям», — сказал Брайан Карлсон, директор, product line management для vehicle network processors в NXP.

Если software-upgradeable автомобиль — цель автомобильной индустрии, S32G кажется спроектированным приблизить car OEM на шаг ближе.

Фил Магни, Founder и Principal at VSI Labs, заметил, что S32G «спроектирован служить gateway к centralized domain processing, которая является supporting архитектурой software-defined car. Более того, новые автомобильные архитектуры должны поддерживать tremendous объемы данных через множественные интерфейсы».

Он отметил: «До этой точки networking был немного afterthought. Но в реальности это довольно критично, так как так много данных движется по автомобилю. S32G может обработать все plumbing и ассоциированную security, timing и safety требования». Он добавил, что есть много network controllers спроектированных major chip поставщиками и Tier Ones. Но среди существующих network processors «я не видел ничего, что агрегирует всё в один чип как S32G».

Новый процессор уже сэмплируется, и car OEM в настоящее время тестируют S32G, сказал Карлсон. Для демонстрации appeal S32G среди ключевых автомобильных игроков, NXP в своем пресс-релизе поделилась цитатой от Бернхарда Августина, директора Audi ECU Development Autonomous Driving: «Мы нашли уникальную комбинацию networking, производительности и safety фич S32G процессора идеальной для использования в нашем next-generation ADAS domain controller».

S32 семейство процессоров

S32G часть NXP S32 семейства процессоров основанных на unified архитектуре high-performance MCUs, MPUs, application-specific acceleration и интерфейсов.

S32 семейство, спроектированное быть scalable, позволяет разработчикам создавать софт в uniform среде через application платформы.

Цель — позволить разработчикам повторно использовать их дорогие R&D работу, сокращая time to market пока автомобильная индустрия справляется с быстрыми изменениями в автомобильных архитектурах в следующие несколько лет.

NXP отметила, что платформа поддерживает «automotive quality, reliability и ASIL D performance across multiple application spaces throughout vehicles».

Vehicle network processor

Перво и прежде всего, S32G предоставляет беспрецедентный уровень networking и processing capabilities.

Показанная в блок-диаграмме ниже, S32G процессор включает lock-step Arm Cortex M7 микроконтроллерные ядра и industry-first способность lock-step кластеров Arm Cortex-A53 application ядер.

По мере роста количества собранных и транспортируемых внутри автомобиля данных экспоненциально, способность процессора ускорять автомобильные сети и Ethernet пакеты становится все более критической, объяснил Карлсон.

Одна вещь — тщиться networking процессорной способности обрабатывать большие данные. Но совсем другая история если чип может фактически ускорять data processing. Без ускорения vehicle network может легко bog down, сказал Карлсон, делая невозможным для нового автомобиля предлагать critical services с deterministic network performance требуемым car OEM.

S32G процессоры спроектированы offload transport layers так что его communication engine может достигать low latency, заметил он. S32G фичи «network acceleration blocks» спроектированные для автомобильных и Ethernet сетей.

Включенные в S32G network фичи: 20× CAN/CAN FD Interfaces, 4× Gigabit Ethernet Interfaces и PCI Express Gen 3 Interface.

Как сравнение, Магни отметил, что Tesla «поддерживает шесть CAN каналов, четыре Ethernet канала и восемь serial lines для камер». Называя Tesla «proxy для future vehicle architectures», Магни сказал, «Неудивительно, что NXP поставляет Ethernet и CAN контроллеры Tesla».

Другие ключевые фичи интегрированные внутри S32G — security и safety.

S32G, как все другие S32 платформенные процессоры, встраивают high-performance hardware security acceleration, вместе с public key infrastructure (PKI) поддержкой для trusted key management, enabled ее Hardware Security Engine (HSE). Firewalled HSE — root of trust поддерживающий secure boot, предоставляющий system security services и защищающий от side-channel атак.

Что касается safety, S32G процессоры предлагают полные ASIL D capabilities, включая lock-step Arm Cortex M7 микроконтроллерные ядра и industry-first способность lock-step кластеров Arm Cortex-A53 application ядер, позволяя новые уровни safety performance с high-level operating systems и larger memory support.

Универсальность S32G

NXP Карлсон сделал пункт, что красота S32G лежит в ее versatility. S32G может быть использована во многих разных местах внутри автомобиля — ranging от gate processor к domain controller и ADAS safety процессорам.

Где в автомобиле S32G может быть использован (Источник: NXP)

VSI Labs Магни заметил: «S32G появляется complementary к многим AV или ADAS domain controllers потому что он консолидирует handful чипов в один». Он добавил: «Иначе функциональность S32G была бы разбросана с multiple transceivers и controllers для handle всех data traffic. S32G также содержит все critical timing элементы, память, security и network accelerators необходимые для support всех данных passed around внутри автомобиля».