智能进化,汽车芯片-SoC篇

发布时间:2022-08-01  

计算芯片属于汽车芯片的一种,按集成度规模可分为MCU(Multi Control Unit,多点控制单元)和SoC(System on Chip,系统级芯片)两种。

汽车半导体产业全景图

计算芯片属于汽车芯片的一种,按集成度规模可分为MCU(Multi Control Unit,多点控制单元)和SoC(System on Chip,系统级芯片)两种。

汽车半导体产业全景图

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SoC包含CPU、GPU、DSP、ASIC、FPGA等多种处理器单元。随着全球汽车电子化自动化进程加快,车载传感器数量持续增加,传统汽车E/E架构(Electrical/Electronic Architecture,电气电子架构),即主要采用MCU的ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)分布式架构暴露局限性:

 

算力无法共享,单个ECU只能处理限定传感器数据

新增传感器/ECU时需增加通信总线,增大装配难度和车体重量

ECU品牌众多,无法实现统一软件管理和整车OTA(Over-The-Air technology)

 

汽车架构正向集中式演进,即采用一个电脑控制整车,并通过DCU(Domain Control Unit,域控制单元)管理,精简相似功能ECU数量。DCU集成更多功能,算力和集成度大幅提升,计算芯片由MCU逐渐转向算力更高的SoC。SoC也可有效降低系统开发成本,缩短开发周期,提高产品竞争力。

当前全球汽车MCU芯片市场几乎由少数知名厂商垄断,如国际前五大厂商Renesas(瑞萨电子)、NXP(恩智浦)、Infineon(英飞凌)、TI(德州仪器)、ST(意法半导体)。同时车载MCU容错率低,芯片制造商与整车厂深度绑定,个性化定制和外部代工模式加剧供应链扩产难度。行业新入企业很难生存。汽车智能化趋势带来SoC需求快速增长,为更多企业提供开拓机会和利润预期,不少芯片巨头进军汽车产业,如Intel(英特尔)、NVIDIA(英伟达)、Qualcomm(高通)、华为(HUAWEI)等。

智能座舱和智能自动驾驶是SoC芯片的主要应用方向。

未来智能座舱包括信息娱乐系统、流媒体后视镜、前显示系统、全液晶仪表、车联网系统、车内监控系统等多维融合体验,Soc是其核心组件,发挥重要支撑作用。与自动驾驶相比,智能座舱功能不涉及人身安全层面,因此芯片容错率较高,研发难度较低。主要厂家有Renesas、NXP、TI、NVIDIA、Qualcomm、SAMSUNG(三星)等。

智能自动驾驶功能更为复杂,对应SoC芯片通常具有CPU+XPU多核架构,其中CPU是控制中心,调度/管理/协调功能强,同时计算能力有限。为加强AI计算功能,XPU选择GPU/FPGA/ASIC等。随着汽车智能化程度提高,尽管单车芯片总数减少,但高可靠/高性能/低功耗SoC芯片需求将持续增长。主要厂家有NVIDIA、Tesla(特斯拉)、Mobileye、地平线(Horizon Robotics)、Waymo、百度(Baidu)。

据预测,AI芯片单车价值正从2019年100USD提升至2025年1000+USD,同时,国产汽车AI芯片市场规模也将从2019年9亿USD上升至2025年91亿USD。

当前国产汽车SoC芯片产业正迎来巨大市场机遇,面向该行业应用主推热租测试工具:

一、的丰富功能可实时生成信号和减损,满足卫星通信、数字应用、光电通信、高级研究和宽带雷达等需求。使用 FIR 滤波器和其他 DSP 功能可进行脉冲成形和改变光极限条件,例如偏振模色散(PMD)或相位噪声。使用实时模式、序列生成功能和深存储器,可突破以往限制,探索新测试领域,把握新机遇。

核心参数:

采样率:最大 65 GSa/s

高通道密度:1、2 或 4 通道/模块,使用 M8197A 可同步 4 个模块共16 通道

输出幅度: 1 Vpp(单端)或 2 Vpp(差分)

信号波特率>32 GBaud

KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器

二、具有超低噪声和高信号保真度,更全面探测及分析应用软件功能,支持全方位升级。提供多带宽条件准确测量,深入洞察信号真实特性。通过硬件加速测量分析,宽带毫米波测量EVM 性能可媲美其他先进信号分析仪。因此非常适合苛刻多通道应用,例如相干光调制100G -1T+ 数据通信系统调试、PCIe 5.0技术调试、兼容雷达、卫星USB 3.x、DDR5 PAM4和NRZ研究等。同时支持快速缩放波形聚焦,卓越测量特性捕捉信号异常波动细节,提供全新波形调试体验。

核心参数:

带宽:5 -110 GHz

通道数:1、2或4 -channel

最大存储器深度:2 Gpts

最高采样率:256 GSa/s

ADC位数:10位;最大DDC带宽:2.16 GHz

KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器

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算力无法共享,单个ECU只能处理限定传感器数据

新增传感器/ECU时需增加通信总线,增大装配难度和车体重量

ECU品牌众多,无法实现统一软件管理和整车OTA(Over-The-Air technology)

 

汽车架构正向集中式演进,即采用一个电脑控制整车,并通过DCU(Domain Control Unit,域控制单元)管理,精简相似功能ECU数量。DCU集成更多功能,算力和集成度大幅提升,计算芯片由MCU逐渐转向算力更高的SoC。SoC也可有效降低系统开发成本,缩短开发周期,提高产品竞争力。

当前全球汽车MCU芯片市场几乎由少数知名厂商垄断,如国际前五大厂商Renesas(瑞萨电子)、NXP(恩智浦)、Infineon(英飞凌)、TI(德州仪器)、ST(意法半导体)。同时车载MCU容错率低,芯片制造商与整车厂深度绑定,个性化定制和外部代工模式加剧供应链扩产难度。行业新入企业很难生存。汽车智能化趋势带来SoC需求快速增长,为更多企业提供开拓机会和利润预期,不少芯片巨头进军汽车产业,如Intel(英特尔)、NVIDIA(英伟达)、Qualcomm(高通)、华为(HUAWEI)等。

智能座舱和智能自动驾驶是SoC芯片的主要应用方向。

未来智能座舱包括信息娱乐系统、流媒体后视镜、前显示系统、全液晶仪表、车联网系统、车内监控系统等多维融合体验,Soc是其核心组件,发挥重要支撑作用。与自动驾驶相比,智能座舱功能不涉及人身安全层面,因此芯片容错率较高,研发难度较低。主要厂家有Renesas、NXP、TI、NVIDIA、Qualcomm、SAMSUNG(三星)等。

智能自动驾驶功能更为复杂,对应SoC芯片通常具有CPU+XPU多核架构,其中CPU是控制中心,调度/管理/协调功能强,同时计算能力有限。为加强AI计算功能,XPU选择GPU/FPGA/ASIC等。随着汽车智能化程度提高,尽管单车芯片总数减少,但高可靠/高性能/低功耗SoC芯片需求将持续增长。主要厂家有NVIDIA、Tesla(特斯拉)、Mobileye、地平线(Horizon Robotics)、Waymo、百度(Baidu)。

据预测,AI芯片单车价值正从2019年100USD提升至2025年1000+USD,同时,国产汽车AI芯片市场规模也将从2019年9亿USD上升至2025年91亿USD。

当前国产汽车SoC芯片产业正迎来巨大市场机遇,面向该行业应用主推热租测试工具:

一、的丰富功能可实时生成信号和减损,满足卫星通信、数字应用、光电通信、高级研究和宽带雷达等需求。使用 FIR 滤波器和其他 DSP 功能可进行脉冲成形和改变光极限条件,例如偏振模色散(PMD)或相位噪声。使用实时模式、序列生成功能和深存储器,可突破以往限制,探索新测试领域,把握新机遇。

核心参数:

采样率:最大 65 GSa/s

高通道密度:1、2 或 4 通道/模块,使用 M8197A 可同步 4 个模块共16 通道

输出幅度: 1 Vpp(单端)或 2 Vpp(差分)

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二、具有超低噪声和高信号保真度,更全面探测及分析应用软件功能,支持全方位升级。提供多带宽条件准确测量,深入洞察信号真实特性。通过硬件加速测量分析,宽带毫米波测量EVM 性能可媲美其他先进信号分析仪。因此非常适合苛刻多通道应用,例如相干光调制100G -1T+ 数据通信系统调试、PCIe 5.0技术调试、兼容雷达、卫星USB 3.x、DDR5 PAM4和NRZ研究等。同时支持快速缩放波形聚焦,卓越测量特性捕捉信号异常波动细节,提供全新波形调试体验。

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文章来源于:电子工程专辑    原文链接
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