В эпоху программно-определяемых автомобилей (SDV) автомобильные системы на кристалле (SoC) требуют высокой производительности для одновременного запуска множества приложений, а также масштабируемости за счет использования чиплетов. Они также должны соответствовать строгим требованиям функциональной безопасности. По мере роста размеров и сложности многодоменных SoC поддержание качества автомобильного класса становится все более сложной задачей. Кроме того, повышение производительности приводит к увеличению энергопотребления, что делает повышение эффективности и безопасности крайне важными. Для решения этих задач компания Renesas разработала следующие технологии:
1. Функционально защищенная чиплетная архитектура.
Для удовлетворения требований функциональной безопасности компания Renesas разработала собственную архитектуру, способную поддерживать уровень ASIL D даже в чиплетных конфигурациях. Благодаря сочетанию стандартного интерфейса UCIe с собственным механизмом RegionID, предотвращается интерференция между аппаратными ресурсами при одновременном запуске нескольких приложений, что обеспечивает функциональную независимость (FFI).
Поскольку обычные интерфейсы UCIe не передают RegionID между чипами, Renesas разработала метод отображения их в физическое адресное пространство и передачи в закодированном виде. Это обеспечивает безопасный контроль доступа со стороны блока управления памятью (MMU) и ядер в режиме реального времени. Кроме того, достигнута скорость передачи 51,2 ГБ/с, приближающаяся к пределу передачи данных внутри SoC.
2. Расширенные возможности искусственного интеллекта в области автомобильного качества
Компания Renesas разработала 3-нм SoC, который повышает производительность нейронных процессоров (NPU) при сохранении качества автомобильного класса. Для уменьшения задержки тактирования, вызванной увеличенным размером NPU, архитектура тактирования была переработана с использованием генераторов мини-компонентов (mCPG) на уровне субмодулей.
Для обеспечения качества без дефектов в иерархическую архитектуру тактирования была интегрирована схема тестирования, синхронизирующая тестовые и рабочие сигналы. Это позволяет осуществлять унифицированную настройку фазы и гарантирует высокую надежность даже в крупномасштабных SoC.
3. Усовершенствованное управление и мониторинг энергопотребления:
Компания Renesas разработала технологию управления энергопотреблением с более чем 90 силовыми доменами, обеспечивающую точное управление от милливатт до десятков ватт.
Используются два типа силовых переключателей:
кольцевой PSW: снижает пусковые токи;
рядный PSW: балансирует импеданс.
Это снижает падение напряжения (падение IR) примерно на 13%.
Для соответствия стандарту ASIL D
используется конфигурация Dual Core Lock Step (DCLS).
В переключателях реализован мониторинг с обратной связью.
Измерение напряжения выполняется с помощью термостойкого DVMON.
Эти улучшения повышают устойчивость к старению и безопасность.
Эти технологии реализованы в SoC R-Car X5H, разработанном для многодоменных ЭБУ. Благодаря ему ускоряется эволюция SDV, что позволяет создавать системы автономного вождения, цифровые приборные панели и многое другое.
