《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Arm Cortex-R52+ 增強時間關(guān)鍵型汽車設(shè)計

混合關(guān)鍵性系統(tǒng)的日益復(fù)雜 加劇了對遞增的功能安全和實時設(shè)計靈活性的需求
2021-03-05
來源:Arm
關(guān)鍵詞: ARM Cortex-R52+ 汽車功能安全性

Arm近日發(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)計的演變,,幫助汽車研發(fā)人員在巨大的壓力下,達成汽車設(shè)計的要求。

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)用越來越普遍,,它們需要通過驗證過的嵌入式實時技術(shù)提供支持,,實現(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時應(yīng)用提供更好的可配置性,。這對于ECU的整合日益重要,。”

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,,單個集群內(nèi)部可容納多達四對鎖步(lock-stepped)CPU,以提供最高的安全完整性,,此外,,如果需要更高的計算性能,也可以將其配置為8個CPU,。

Cortex-R52+基于以下三大基礎(chǔ)技術(shù):

·        軟件隔離:通過硬件實現(xiàn)的軟件隔離,,意味著軟件功能互不干擾,。對于安全相關(guān)的任務(wù),,這也意味著需要認證的代碼更少,,從而節(jié)省了時間,、成本和工作量。

·        支持多個操作系統(tǒng):借助虛擬化功能,開發(fā)人員能夠在單個CPU內(nèi),,使用多個操作系統(tǒng)來整合應(yīng)用,。這樣可以簡化功能的添加,,而無需增加電子控制單元的數(shù)量。

·        實時性能:Cortex-R52+的高性能多核集群可為確定性系統(tǒng)提供實時響應(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+ 將采用獨立評估和認證,達到ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的ASIL D等級,,以及IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)的SIL 3等級,,可以避免系統(tǒng)性失效和覆蓋隨機硬件故障,。

汽車設(shè)計人員面臨的巨大壓力

如今的汽車設(shè)計人員面臨著三大壓力,。第一,汽車電動化發(fā)展迅速:根據(jù)Strategy Analytics的預(yù)測,,到2027年,全球汽車銷量中將有40%是油電混合或純電動汽車,。第二,,為處理座艙,引擎,,底盤和傳動系統(tǒng)中的高級功能,軟件將變得越來越復(fù)雜,,對應(yīng)用整合的需求也不斷提升,,這就需要包括實時功能在內(nèi)的混合計算能力,。第三,,安全關(guān)鍵型元件越來越多,意味著汽車設(shè)計必須達到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多于100個單獨的ECU,,高檔汽車制造商表示,他們的汽車平均每年增加四個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)計人員必須整合設(shè)計,,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,,它們處理時間關(guān)鍵功能并管理安全島,。隨著時間關(guān)鍵型系統(tǒng)整合到域控制器和區(qū)域控制器中,,設(shè)計人員必須能夠保持確定性的實時執(zhí)行,。

 

增強汽車功能安全性

長期以來,Arm不斷加大對汽車計算產(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)計需求,。2020年,,Arm發(fā)布了功能強大的下一代CPU,、GPU和圖像信號處理器,例如Arm Mali-C71AE,。這些處理器的設(shè)計都是為了可以集成到安全相關(guān)系統(tǒng),,以滿足針對汽車的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對于汽車設(shè)計愿景的核心原則是安全功能必須基于堅實的基礎(chǔ),Cortex-R52+ 的推出強化了這一基礎(chǔ),,為時間關(guān)鍵型應(yīng)用提供了增強的安全性、靈活性和實時性能,。


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,,例如軟件測試庫(STL),,功能安全運行時系統(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),,這些解決方案將會顯著加快軟件開發(fā)和驗證,同時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)計師和開發(fā)人員能夠更快,,更高效地交付更先進,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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