使用實時處理器擴展恩智浦S32汽車平臺的意義

恩智浦S32汽車平臺推新，新增了具備安全MCU確定行為特性的全新類別實時處理器，提供出色的千兆級主頻、多應用隔離支持和存儲器擴展功能。全新的16nmS32Z和S32E實時處理器系列適用于為軟件定義汽車提供跨域功能的安全集成。
?
S32平臺的擴展意義重大，允許恩智浦客戶在其新的汽車架構中利用該平臺的共性和優勢，如Arm? Cortex?處理器內核、集成硬件安全引擎（HSE）、ISO 26262 ASIL D功能安全支持和通用軟件開發環境以及面向應用的處理器系列。S32G汽車網絡處理器適用于汽車計算和服務型網關S32K通用微控制器適用于車身域應用和區域應用S32Z實時處理器適用于安全處理和實時域控制及區域控制應用。這些器件共同支持客戶多樣化的端到端域和區域汽車架構，賦能未來的軟件定義汽車。
? ?
但什么是“實時處理”，它為什么如此重要？在計算領域，“實時”指在指定時間段內對事件做出響應。否則，應用可能無法正常工作且運行不安全。實時應用運行始終一致且可預測，因此它們是“確定性”的，并在規定的最長時間內完成操作執行。為了滿足時序限制，處理器內核必須滿足性能要求，提供快速中斷響應并提供確定執行，S32Z和S32E系列處理器中使用的Arm Cortex-R52處理器內核能夠滿足這些要求。Cortex-R52處理器內核還支持這些安全、實時應用所需的功能安全和虛擬機管理程序。
?
了解GreenBox 3開發平臺支持各種實時應用的集成，為新汽車架構和軟件定義汽車賦能。
?
S32Z2和S32E2系列的初版樣品擁有8個帶可分鎖步支持特性的Cortex-R52處理器內核，工作頻率高達1 GHz。借助可分鎖步功能，可以在啟動時根據應用需求選擇不同的處理器內核配置。例如，支持4個鎖步對，其中兩個鎖步對有4個非鎖步處理器內核，或者所有8個處理器內核都在非鎖步模式下運行，可實現較高的靈活性。
?
未來，恩智浦將提供S32Z1系列的樣品，它具有4個Cortex-R52處理器內核，適用于需要比傳統汽車微控制器性能更高的應用，以實現實時應用集成，但性能略低于S32Z2系列。這樣，兩個引腳兼容和軟件兼容的處理器系列具有較高的可擴展性。實時處理器未來也將不斷擴展，具有更高的性能，將來會與5nm產品進行集成，創建強大的軟件兼容性路線圖。恩智浦目前已經擁有功能性5nm實時處理器測試芯片，是面向這些未來產品的第一款產品。
? ?
S32Z處理器適用于安全處理、域控制和區域控制。該系列能夠集成各種安全和車輛控制應用，例如車輛動力和底盤控制。軟件兼容的S32E處理器提供額外的復雜定時器和3.3V/5V模數轉換器及5V I/O，是電動汽車（xEV）控制和智能驅動應用的理想選擇。
?
S32Z和S32E處理器旨在滿足多租戶實時應用的需求，這些應用支持從以硬件為中心的方法（通過模塊或電子控制單元 （ECU） 添加新功能）向軟件定義方法（“虛擬 ECU”在單個多核實時處理器上作為軟件任務運行）轉變。車內有廣泛的汽車實時應用。它們可以集成在域架構和區域架構的各個部分，如下所示。
? ?
目標是提供虛擬ECU之間的隔離，確保免受干擾，就如同它們是單獨的ECU，這需要S32Z和S32E處理器通過“內核到引腳”硬件虛擬化提供新的硬件隔離級別 。這種端到端虛擬化支持可確保每個虛擬ECU只能訪問和控制特定的處理、外設、存儲器和 I/O，將這些虛擬ECU隔離開，并支持對不影響其他虛擬ECU的故障做出單獨的響應。此外，硬件虛擬化支持與外部存儲器訪問有關的已定義服務質量水平。S32Z和S32E處理器已準備就緒，能夠支持新的軟件定義汽車要求。
? ?
下面示例說明了S32Z和S32E處理器是如何支持虛擬ECU的，也展示了“片上EV”，即如何將多個ECU實時功能集成在S32E處理器上。
? ?
與通常在300~400 MHz范圍內運行的競爭產品28nm安全微控制器相比，16nm S32Z和S32E處理器的速度高達1 GHz，具有強大的競爭優勢。這使S32Z和S32E處理器能夠支持更復雜的實時應用和需要更高性能的更高級別軟件集成。S32Z和S32E處理器能夠為多達24個CAN 2.0和CAN FD接口進行加速，具有較大的優勢，可確定地、高效地處理大量的CAN流量，而無需中斷處理器內核。
?
使用LPDDR4 DRAM 和Flash存儲器擴展存儲器，還支持更大的應用和未來重要的數據，包括支持機器學習和用于汽車服務和數據共享的AUTOSAR ?自適應平臺。這些優勢既可以用于采用獨立S32Z和S32E處理器進行的新設計，也可用于增強使用傳統汽車MCU的現有ECU的性能。S32Z和S32E處理器既支持新產品進行可擴展，又能夠增強舊產品性能。
?
總而言之，恩智浦多功能S32Z和S32E處理器可滿足新車輛架構中整合各種實時汽車應用的關鍵需求。它們支持滿足“實時”需求的關鍵處理要求，能夠安全地隔離多個應用，并提供加速和擴展能力，以簡化當今的軟件開發需求，并制定了強大的軟件兼容設備路線圖，應對未來可能的需求。它們是S32汽車平臺的理想擴展，為未來的軟件定義汽車打造各種解決方案。