À l'ère des véhicules pilotés par logiciel (SDV), les systèmes sur puce (SoC) automobiles doivent offrir des performances élevées pour exécuter simultanément de multiples applications, ainsi qu'une évolutivité grâce aux chiplets. Ils doivent également satisfaire à des exigences strictes en matière de sécurité fonctionnelle. Avec la complexification et la taille croissantes des SoC multi-domaines, le maintien d'une qualité automobile devient un défi de taille. De plus, l'augmentation des performances engendre une consommation d'énergie plus importante, rendant indispensable l'amélioration de l'efficacité et de la sécurité. Pour répondre à ces besoins, Renesas a développé les technologies suivantes :
1. Architecture de chiplets à sécurité fonctionnelle.
Afin de répondre aux exigences de sécurité fonctionnelle, Renesas a développé une architecture propriétaire capable de prendre en charge le niveau ASIL D, même dans les configurations à chiplets. En combinant l'interface UCIe standard avec un mécanisme RegionID propriétaire, les interférences entre les ressources matérielles sont évitées lors de l'exécution simultanée de plusieurs applications, garantissant ainsi l'indépendance fonctionnelle (FFI).
Les interfaces UCIe classiques ne transmettant pas les RegionID entre les puces, Renesas a développé une méthode permettant de les mapper à l'espace d'adressage physique et de les transmettre sous forme encodée. Ceci permet un contrôle d'accès sécurisé en temps réel par l'unité de gestion de la mémoire (MMU) et les cœurs. De plus, une vitesse de transmission de 51,2 Go/s a été atteinte, approchant la limite de transfert au sein d'un SoC.
2. Capacités d'IA avancées de qualité automobile
Renesas a développé un SoC 3 nm qui améliore les performances des unités de traitement neuronal (NPU) tout en conservant une qualité conforme aux exigences automobiles. Afin de réduire la latence d'horloge induite par la taille accrue des NPU, l'architecture d'horloge a été repensée grâce à l'utilisation de générateurs de mini-composants (mCPG) au niveau des sous-modules.
Pour garantir une qualité irréprochable, des circuits de test ont été intégrés à l'architecture d'horloge hiérarchique, synchronisant les signaux de test et de fonctionnement. Ceci permet des ajustements de phase unifiés et assure une fiabilité élevée, même pour les SoC de grande taille.
3. Contrôle et surveillance avancés de l'énergie :
Renesas a développé une technologie de gestion de l'énergie avec plus de 90 domaines de puissance, permettant un contrôle précis de la puissance, du milliwatt à la dizaine de watts.
Deux types de commutateurs de puissance sont utilisés :
Ring PSW) réduisent les courants d'appel,
Row PSW) équilibrent l'impédance.
Ceci réduit les chutes de tension (chute IR) d'environ 13 %.
Pour répondre à la norme ASIL D,
une configuration à double cœur verrouillé (DCLS) est employée.
Une surveillance en boucle fermée est implémentée dans les commutateurs.
La mesure de la tension est effectuée à l'aide d'un DVMON résistant à la chaleur.
Ces améliorations renforcent la tolérance au vieillissement et la sécurité.
Ces technologies sont implémentées dans le SoC R-Car X5H, conçu pour les calculateurs multi-domaines. Grâce à lui, l'évolution des véhicules autonomes est accélérée, permettant la conduite autonome, les cockpits numériques et bien plus encore.
