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對車廠來說“軟件定義”是不可避免的趨勢。Tier 1為每項新功能提供黑盒的日子很快就結(jié)束了。雖然軟件定義汽車前景廣闊，但這一趨勢要求車廠在虛擬開發(fā)環(huán)境中使用虛擬ECU設(shè)計汽車。?
對于購車者來說，軟件定義汽車（SDV）可能僅僅意味著車載信息娛樂系統(tǒng)上運行的OTA升級或各種應(yīng)用，而底層硬件則保持不變。
但另一面，對于汽車設(shè)計工程師來說，SDV既重要又棘手。
好處顯而易見。從理論上講，SDV可以將系統(tǒng)設(shè)計師從傳統(tǒng)汽車開發(fā)流程的串行結(jié)構(gòu)中解放出來。
與花費大量時間通過測試、調(diào)試、再測試、調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)來整合軟件和硬件相比，SDV的大部分開發(fā)工作可以在設(shè)計人員接觸新款芯片之前首先在軟件中完成。
然而，對于大多數(shù)習(xí)慣于使用一個ECU開發(fā)一種功能車輛的汽車OEM來說，SDV并非易事。
要求OEM獨自管理更緊密的軟硬件集成可能是一個很大的障礙，尤其是在與多家Tier 1、軟件供應(yīng)商和SoC供應(yīng)商打交道時，他們都有著自己的解決方案，但都沒有被集成過。
CoreRide平臺??
在此背景下，NXP推出了“Open S32 CoreRide Platform”。NXP執(zhí)行副總裁兼汽車嵌入式系統(tǒng)總經(jīng)理Henri Ardevol稱其為面向OEM和Tier 1的“業(yè)界首個汽車軟件平臺”，并表示S32 CoreRide平臺對于“軟硬件協(xié)同設(shè)計”至關(guān)重要。
該平臺的核心是NXP對虛擬模型和虛擬開發(fā)的支持。
S32 CoreRide平臺旨在解決車廠從之前的E/E架構(gòu)過渡到新的汽車架構(gòu)時所面臨的復(fù)雜性、可擴(kuò)展性和成本問題。
NXP汽車架構(gòu)營銷總監(jiān)Paul Lee說：“與競爭對手的平臺相比，CoreRide的不同之處在于這是一個開放平臺，附帶來自多個生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的預(yù)集成軟件?！?/p>
與CoreRide集成的這些軟件涵蓋了從驅(qū)動程序到操作系統(tǒng)和中間件的各個領(lǐng)域。
該平臺的合作伙伴包括RTOS供應(yīng)商，如Green Hills、Blackberry QNX和Wind River，以及中間件供應(yīng)商，如ArcherMind、TTTech Auto和Vector。這些公司與NXP進(jìn)行了全面的“合作”，在NXP的CoreRide平臺上優(yōu)化并緊密集成了自己的軟件，而不是簡單地將其軟件的通用版本移植到NXP處理器上。
Lee承認(rèn)，許多軟件供應(yīng)商希望在多個MCU上重復(fù)使用他們的軟件。但是，當(dāng)軟件沒有根據(jù)硬件進(jìn)行優(yōu)化時，“MCU的一些加速性能可能會丟失”。他解釋說，這正是合作伙伴在NXP平臺上預(yù)集成軟件可以發(fā)揮作用的地方。
S32N揭曉??
S32 CoreRide平臺匯集了NXP成熟的S32系列處理器，包括計算、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)電源管理。
此外，NXP還發(fā)布了首個用于中央計算的S32 CoreRide解決方案，即S32N系列。S32N早在幾年前就已亮相，是NXP首款采用TSMC 5nm工藝節(jié)點的汽車處理器。在4月初的Embedded World之前，NXP暫未透露有關(guān)S32N內(nèi)部構(gòu)建模塊的細(xì)節(jié)。但它表示，軟件和硬件的集成是與NXP的軟件生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴共同完成的。
NXP稱S32N為“車載超級集成處理器”，不應(yīng)將其與Nvidia、Mobileye和Qualcomm等公司開發(fā)的大型中央計算處理器混為一談。雖然這些競爭對手的芯片是為ADAS或車載信息娛樂系統(tǒng)設(shè)計的，但NXP明確表示，S32N是為執(zhí)行“車輛核心功能”而打造的。
核心功能包括運動和動力學(xué)、車身功能、能源管理、狀態(tài)控制、資源管理器、網(wǎng)絡(luò)、車輛安全、車輛健康、ADAS融合和安全。Lee說：“我們稱它們?yōu)椤囕v核心’，因為沒有這些功能，車輛就無法運行?！?/p>
例如，如果一個軟件定義了車門的開啟方式，它就必須在S32N等車載核心處理器上運行，而不是在Nvidia的Drive Orin中央計算芯片上運行。
S32N由S32 CoreRide軟件生態(tài)系統(tǒng)支持，提供從安全服務(wù)、OTA管理和網(wǎng)絡(luò)配置到車輛狀態(tài)管理和診斷的各種應(yīng)用。
不斷擴(kuò)大的E/E架構(gòu)??
OEM正在整合多個ECU、特性和功能。
但Ardevol指出，多種E/E架構(gòu)類型正在“演變”，“具有不同的配置、性能和內(nèi)存要求”。
即使在同一個OEM內(nèi)部，不同類別的車輛也可能追求不同的功能和ECU組合。
車輛設(shè)計人員不僅要考慮ECU數(shù)量，還要考慮合并哪些ECU。在確定將哪些功能分配給哪些整合后的ECU后，系統(tǒng)設(shè)計人員必須知道他們能否在各種車輛架構(gòu)類型中移植應(yīng)用。在軟件和硬件集成過程中，將軟件定義的功能從一個地方移植到車輛內(nèi)部的另一個地方，這種變化太多可能會造成復(fù)雜情況，從而危及安全性。
更重要的是，平臺是否允許隔離關(guān)鍵硬件資源，將特定應(yīng)用與其他應(yīng)用明確區(qū)分開來。例如，系統(tǒng)工程師希望確保他們可以輕松安全地將控制器上運行的功能轉(zhuǎn)移到中央計算機上。
Lee說，NXP的S32 CoreRide平臺提供了一個“框架”，可以實現(xiàn)這種可移植性。
Lee表示，“該框架基本上是隔離SoC中的特定資源，以滿足特定應(yīng)用的安全性要求。例如，它可以在中央計算機上分配特定的內(nèi)核、特定的內(nèi)存和特定的外設(shè)，完全獨立于另一個應(yīng)用空間。這在我們的硬件中實現(xiàn)了很多。因此，我們稱之為硬件強制隔離?！?/p>
硬件虛擬化?????????
隨著軟件定義汽車成為主流，關(guān)于軟件與硬件虛擬化的討論也將隨之增多。
3月中旬，Intel為宣傳其SDV的效率和性能，發(fā)布了一份新聞稿，稱“Intel為汽車行業(yè)提供了硅強制虛擬化功能，以創(chuàng)建正確的軟件定義汽車”。
Intel援引汽車行業(yè)通過使用hypervisor來實現(xiàn)軟件定義的做法，稱軟件虛擬化正在“形成一個瓶頸，無法滿足當(dāng)今工作負(fù)載的性能需求”。
Intel聲稱，其硅強制分離技術(shù)實現(xiàn)了“繞過hypervisor的直接路徑，并在軟件內(nèi)為更高質(zhì)量和新的工作負(fù)載開辟了額外的性能，這將釋放消費者渴望的下一代功能和服務(wù)”。
NXP的Lee指出，“硅強制虛擬化”這一術(shù)語聽起來很相似，但并沒有明確說明Intel在其設(shè)備中內(nèi)置了多少隔離功能。
Lee說，“在NXP，我們正在為關(guān)鍵安全和實時功能實現(xiàn)從內(nèi)核到管腳的硬件強制隔離。”內(nèi)核到管腳硬件強制隔離意味著功能在整個芯片中擁有自己的獨立資源，包括內(nèi)核（或多個內(nèi)核）、內(nèi)存訪問、外設(shè)訪問，以及最終在管腳上的信號。
NXP表示，這樣就形成了一個硬件隔離的軟件環(huán)境，使單個功能在運行時不會干擾其他功能。Lee指出：“OEM和Tier 1可以利用這一點，真正實現(xiàn)功能（或應(yīng)用）與硬件的解耦。”
雖然NXP同意隔離和強制功能的重要性，但Lee懷疑Intel的重點是IVI和ADAS領(lǐng)域。相比之下，NXP的重點是深度嵌入式實時車輛控制。
同樣，Arm也在本月發(fā)布了一系列汽車增強（AE）IP產(chǎn)品組合。與NXP類似，Arm也談到了虛擬開發(fā)以及與軟件供應(yīng)商的合作，這些合作可以讓開發(fā)人員在芯片中實施Arm AE IP之前進(jìn)行早期軟件開發(fā)。
對于NXP來說，這并不令人意外。幾年來，NXP一直在為客戶提供虛擬SoC模型。
過去，芯片公司從工廠運回芯片后就會立即發(fā)布，希望以此引起軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)設(shè)計人員的興趣。軟件定義汽車似乎正在顛覆這一進(jìn)程。NXP表示，該公司已經(jīng)開始與車廠和Tier 1合作，初步推出S32 CoreRide平臺。利用S32 CoreRide功能的量產(chǎn)車正在開發(fā)中，預(yù)計將于2027年量產(chǎn)。
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