软件定义汽车:IP技术是关键

2023-08-29 10:53:52 来源:EETOP

今年恰逢EETOP网站/论坛成立的第20年。为此,我们近期特别策划系列“回顾与展望”的原创文章,通过梳理芯片产业、企业的发展脉络,来了解科技是如何一点点发展起来的。以及面向未来,将如何继续筑高地。前两期,我们对话的是兆易创新和瑞萨,今天,我们来看看芯片设计中很重要的一个环节IP。

从第一代半导体,第二代半导体到如今的第三代半导体,“强劲芯片”已经上升到国力竞争的重要基础地位。芯片设计通常由自主设计部分与外购IP组合而成。IP行业处于整个产业链最上游,可为芯片设计提供预先设计、经过重复验证的、可重复使用的功能模块。当前,IP在芯片设计中的占比有提高的趋势。

为更好的了解IP在芯片设计,尤其是在汽车芯片设计中的发展变化及未来趋势,我们特别采访了 Imagination中国区汽车业务产品市场拓展总监陈竹女士。

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陈竹,Imagination中国区汽车业务产品市场拓展总监


01 IP的发展趋势:RISC-V

随着摩尔定律越来越接近极限,近年来,芯片设计和封装技术的迭代演进成为关键。Chiplet和RISC-V,无疑是当下最为热议也是最被看好的两大技术趋势。RISC-V未来发展的关键是什么?您认为未来最理想的计算架构应该是怎样的?

针对RISC-V的问题,陈竹女士表示:“RISC-V 开启了计算的新时代。RISC-V 的软件生态系统需要与硬件标准齐头并进,同时需要协调以避免重复并加快开发速度。RISC-V 软件生态系统 (RISE) 是一个新项目,它将加速 RISC-V 指令集开源软件的开发,帮助高性能和高能效市场采用 RISC-V 指令集。合作是 RISC-V 成功的核心,为此,Imagination 积极参与了推动架构发展的对话,无论是我们在国际董事会、技术指导委员会中的地位,还是通过各种特殊兴趣小组 (SIG),包括汽车特殊兴趣小组 (SIG),都是如此。”

据了解,Imagination 于2022年推出其首款实时嵌入式IMG RISC-V CPU- RTXM-2200。这款实时嵌入式内核的ITCM和DTCM均可高达128KB,同时L1 I Cache和L1 D Cache 也都能达到128KB, 保证了确定性响应和稳健的性能。它还提供多种浮点格式,包括单精度和bfloat16,尤其是bfloat16使制造商能够在不使用其他芯片的情况下通过该核部署人工智能AI)应用,减少成本,在成本敏感的AI摄像头和智能计量应用中实现了具有高成本效益的优化设计。

当下,以苹果、特斯拉为代表的行业领军企业都在自定义硅系统的产品设计,灵活开源的RISC-V架构被认为是为当今高科技时代而生的。最近,RISC-V的先驱SiFiive公司的高管更是表示:未来十年、十五年,几乎全部东西都可以变成RISC-V。确实,现在越来越多的企业都开始尝试嵌入式的RISC-V,如Google定义未来各种设备都会采用RISC-V。不过,行业预估,未来大规模的RISC-V使用场景一定会是汽车行业。

汽车芯片功能的技术创新与变革

如今,汽车架构正在不断发展。汽车比以往任何时候都更加智能,为乘客提供图形丰富、反应灵敏的乘车体验,以及更多的自主功能,如车道辅助和自适应巡航控制。那么, 现在做车规级芯片设计的关键是什么?从动力控制系统,到底盘控制、再到车身控制及ADAS等各个部分,智能化和电动化给他们带来的芯片设计的挑战有哪些?IP工具如何赋能汽车芯片,助力产品设计更智能、更安全,更快地推向市场?

陈竹女士回答说:“随着汽车电子架构的整合,每个芯片都需要做更多的工作。高效地完成这些任务意味着要充分利用每个硬件组件的功能。例如,驾驶舱域控制器仍将可靠、安全地渲染驾驶员的显示屏;但同样的芯片现在还需要支持 ADAS 功能,如驾驶员监控。灵活的 GPU 技术可同时用于图形渲染和计算工作负载,有助于提高芯片性能并降低成本。在软件定义汽车时代,今天安装在汽车上的硬件必须能够处理未来的软件。这当然会带来性能问题,但同时也需要高度灵活和可编程的芯片、协助培训和验证的模型以及相关软件,以减少车队级软件部署的挑战。”

2023年,Imagination 推出了两个令人振奋的 GPU IP:IMG DXT GPU和 IMG CXM GPU 。其中,IMG DXT GPU 将Imagination的 Photon 光线追踪架构提升到了一个新的水平,缩小了规模,使主流移动设备用户也能体验到光线追踪所提供的逼真图形。陈竹女士分享说:“随着对 3D 图形的需求从台式机、控制台和移动游戏扩展到汽车等其他市场,Imagination 的路线图也随之转变,以考虑到汽车制造商及其供应商的一系列独特要求。”

结束语

目前,Imagination主要有四个主要类别的产品解决方案,即GPUCPU、专用AI处理器(NNA)、以太网处理器。Imagination的核心技术是GPU汽车领域是最重要的战略领域,特别是智能驾驶舱领域。

Imagination是世界第四大硅IP的提供商。上个世纪80年代,当时世界上创立了数十家的GPU技术相关的公司,几年之后就只剩下几家,大家比较熟悉的是英伟达,Imagination也是硕果仅存的几家拥有GPU基础技术的公司之一。其它还有AMD、微软、Photoshop。除Imagination之外,其它四家公司都是美国公司,两家技术公司、两家软件公司,Imagination是唯一的非美背景的公司,而且有中资背景。得益于几十年来在GPU领域积累的优势,Imagination不仅能够给客户提供图形、像素相关的处理计算,还能提供非常强的AI计算算力,高性能、低功耗、低成本成是他们强大的竞争优势。

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