智能汽車進(jìn)入HPC時(shí)代，這家本土芯片廠商如何領(lǐng)跑市場(chǎng)

《高工智能汽車》了解到，今年理想汽車發(fā)布的第二款車型――理想L9首次搭載了全自研的中央域控制器。接下來，包括廣汽在內(nèi)的越來越多車企也將引入高性能中央計(jì)算單元以及基礎(chǔ)軟件平臺(tái)開發(fā)，預(yù)計(jì)2023年將迎來大規(guī)模量產(chǎn)。

在這樣的背景之下，網(wǎng)關(guān)處理器（也稱為車載高性能計(jì)算單元）作為域控制器的中心樞紐，主要負(fù)責(zé)安全和功能域之間互聯(lián)并處理異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，也是邁向基于服務(wù)器架構(gòu)的跨域高性能計(jì)算單元的重要一步，成為了全新的市場(chǎng)焦點(diǎn)。

不過，目前全球范圍內(nèi)僅有少數(shù)幾家巨頭公司可以提供相應(yīng)的芯片解決方案。其中，芯馳科技推出的G9系列中央網(wǎng)關(guān)芯片，一舉打破了傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)主芯片外資壟斷市場(chǎng)的歷史。

近日，芯馳科技發(fā)布了面向下一代高性能中央網(wǎng)關(guān)、車載計(jì)算單元、跨域控制器等應(yīng)用場(chǎng)景的網(wǎng)關(guān)芯片G9系列最新旗艦產(chǎn)品――G9H。該產(chǎn)品配備了6個(gè)1.8GHZ主頻的A55核，在保留高安全性和高可靠性的同時(shí)，可以顯著提升車內(nèi)數(shù)據(jù)交換和處理能力，助力整車電子電氣架構(gòu)的全面升級(jí)。

很顯然，這是中國(guó)首款面向未來的高性能網(wǎng)關(guān)處理器的又一次重大升級(jí)，也是國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商從中央智能網(wǎng)關(guān)（車身與網(wǎng)關(guān)融合域）到HPC的再一次重大突圍。根據(jù)芯馳科技透露，目前已有多家車廠和TIER1基于G9H開始電子電氣架構(gòu)的規(guī)劃和控制器的設(shè)計(jì)。

當(dāng)前，整車電子電氣架構(gòu)正在由分布式架構(gòu)往集中式架構(gòu)演進(jìn)，最終將向中央計(jì)算架構(gòu)邁進(jìn)。在這一變革過程中，傳統(tǒng)控制器開始集成，軟硬件充分解耦，各大功能域進(jìn)一步融合。

比如，目前包括大陸集團(tuán)、聯(lián)合電子等都開發(fā)了車載計(jì)算平臺(tái)，集成了整車控制、BCM、網(wǎng)關(guān)甚至是動(dòng)力域的相關(guān)功能，由此也帶動(dòng)了面向中央高性能計(jì)算單元芯片需求的高漲。

和ADAS、信息娛樂屬于增量市場(chǎng)相比，智能車身高性能計(jì)算機(jī)是一個(gè)存量替代市場(chǎng)，市場(chǎng)空間巨大。一方面，根據(jù)高工智能汽車研究院監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2020年國(guó)內(nèi)新車上險(xiǎn)搭載獨(dú)立網(wǎng)關(guān)為1767.76萬輛，搭載率超過90%，僅有部分品牌車型仍采用集成網(wǎng)關(guān)的形式。

另一方面，伴隨著大眾ID系列純電動(dòng)車的上市，搭載大陸集團(tuán)提供的車身中央服務(wù)器宣告?zhèn)鹘y(tǒng)獨(dú)立網(wǎng)關(guān)正在向域集中式中央網(wǎng)關(guān)以及中央集中式服務(wù)器的方向快速演進(jìn)。

在多ECU集成的背景下，HPC通過MCU+SOC的計(jì)算平臺(tái)，開始承擔(dān)更多復(fù)雜功能和整車內(nèi)外大數(shù)據(jù)的中樞大腦，同時(shí)提供安全冗余和OTA管理等功能。

因此，伴隨著汽車電子電氣架構(gòu)的全新升級(jí)，車企對(duì)于具備強(qiáng)計(jì)算能力以及端到端功能的高性能中央網(wǎng)關(guān)處理器的需求日趨激烈。

2020年以來，NXP、TI、瑞薩電子等多家芯片廠商推出了汽車網(wǎng)關(guān)安全全新解決方案，但國(guó)內(nèi)卻少有涉足該領(lǐng)域的廠商。芯馳科技是國(guó)內(nèi)首家同時(shí)發(fā)力下一代電子電氣架構(gòu)三大核心產(chǎn)品――X9（智能座艙芯片）、G9（中央網(wǎng)關(guān)芯片）、V9（自動(dòng)駕駛芯片）的芯片公司。

早在2020年，芯馳科技就發(fā)布了專為新一代車內(nèi)核心網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的高性能車規(guī)級(jí)汽車SOC――G9系列處理器，包含針對(duì)核心網(wǎng)關(guān)CGW的G9X和面向區(qū)域網(wǎng)關(guān)ZONAL的G9S，均采用高性能CORTEX-A55 CPU內(nèi)核及雙核鎖步的高可靠CORTEX-R5內(nèi)核的雙內(nèi)核異構(gòu)設(shè)計(jì)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在網(wǎng)關(guān)芯片領(lǐng)域的空白。

去年，芯馳科技推出了全新一代高性能中央網(wǎng)關(guān)處理器G9Q，在2020年推出的G9X基礎(chǔ)上，將單核CPU升級(jí)到了四核CPU，算力增加，能夠承載更多的應(yīng)用軟件。

作為芯馳科技面向未來電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)的全新一代高性能網(wǎng)關(guān)處理器，G9H采用了臺(tái)積電16NM車規(guī)工藝，應(yīng)用處理器部分配備6個(gè)1.8GHZ主頻的ARM CORTEX-A55 CPU。

與單核的G9X和四核的G9Q/G9V相比，G9H采用6核CORTEX-A55，不僅內(nèi)核數(shù)目增多，主頻也從1.4GHZ提升至1.8GHZ，整體A核性能翻倍，可以為日益增長(zhǎng)的車內(nèi)數(shù)據(jù)處理提供充沛的算力支撐。

與此同時(shí)，G9H安全處理器部分配備3組雙核鎖步的ARM CORTEX-R5F CPU，主頻達(dá)800MHZ，可同時(shí)運(yùn)行3個(gè)AUTOSAR系統(tǒng)。根據(jù)芯馳科技相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，多組高安全性的鎖步CPU可以將網(wǎng)關(guān)、VCU、BCM等多個(gè)功能部署到一個(gè)G9H處理器上，顯著提高了系統(tǒng)集成度，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)BOM成本，也可以為未來的OTA升級(jí)預(yù)留空間。

值得注意的是，此前已經(jīng)采用芯馳科技G9處理器的客戶，可以無縫升級(jí)到性能更高的G9H，從而以更短的開發(fā)周期和更優(yōu)的成本管理向更高階中央網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品迭代。

“這是因?yàn)镚9整個(gè)系列產(chǎn)品都保持了軟件的兼容?！毕嚓P(guān)負(fù)責(zé)人表示，G9H支持豐富的車身網(wǎng)絡(luò)接口，包含兩路1G ETHERNET TSN、20路CAN-FD接口和16路 LIN接口，并可以通過PCIE3.0接口擴(kuò)展車載以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)10路以上的以太網(wǎng)接口擴(kuò)展，可以滿足未來中央網(wǎng)關(guān)的各項(xiàng)接口功能需求。

除了豐富的車身網(wǎng)絡(luò)接口之外，G9H還支持視頻輸入和輸出接口，包括一路MIPIDSI和兩路MIPI CSI，配合高性能POWERVR 3D GPU，可以將3D儀表、DMS等功能融合到中央網(wǎng)關(guān)中，從而實(shí)現(xiàn)跨域融合。

而在儀表的HMI設(shè)計(jì)上，G9H可以支持QT/KANZI/UNITY等業(yè)界常用的開發(fā)工具，客戶現(xiàn)有的儀表方案可以方便地移植到G9H上。

不可否認(rèn)，安全性和可靠性是中央網(wǎng)關(guān)處理器和車載計(jì)算單元最為重要的指標(biāo)。芯馳科技是國(guó)內(nèi)首個(gè)拿下了車規(guī)可靠性認(rèn)證（AEC-Q100）、功能安全流程認(rèn)證（ISO26262 ASIL D）和功能安全產(chǎn)品認(rèn)證（ISO 26262ASIL B）、國(guó)密認(rèn)證的芯片企業(yè)。

據(jù)芯馳科技介紹，G9H系列全程采用了車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)試，其可靠性達(dá)到AEC-Q100 GRADE 2，功能安全等級(jí)達(dá)到ISO26262ASIL B。

除此之外，G9H內(nèi)置滿足國(guó)密標(biāo)準(zhǔn)的高性能HSM，可以支持?jǐn)?shù)字簽名、身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)加密等多種安全功能，不僅可以用于V2X等應(yīng)用場(chǎng)景，也可以對(duì)車身網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)加解密。

更重要的是，G9H可以支持芯馳自主研發(fā)的SDPE包處理引擎，通過將SDPE包引擎和內(nèi)置HSM的緊密結(jié)合，G9H在處理CAN FD、LIN和ETHERNET之間數(shù)據(jù)包的加解密和路由時(shí)幾乎不占用A核或R核的處理能力，從而可以支撐更多的業(yè)務(wù)邏輯，保障安全、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互。

很顯然，無論是從性能、安全性和可靠性，還是跨域融合等方面，芯馳科技此次升級(jí)的G9H都具備了極大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。