或許，大多數(shù)人都認(rèn)為Nvidia、Qualcomm和Mobileye已經(jīng)贏得了高級(jí)自動(dòng)駕駛的架構(gòu)戰(zhàn)。這是否意味著傳統(tǒng)的汽車(chē)芯片公司已經(jīng)投降了？恰恰相反。他們似乎仍在謀劃新的角度，以保持自己的地位甚至是擊敗對(duì)手。在這場(chǎng)巨變中，NXP的新型實(shí)時(shí)汽車(chē)處理器將處于什么位置？
NXP上周推出了兩款新的實(shí)時(shí)處理器系列，以滿足OEM對(duì)下一代汽車(chē)架構(gòu)的不同需求。
兩款芯片都屬于NXP S32汽車(chē)平臺(tái)，S32Z負(fù)責(zé)安全處理和domain/zonal控制；而S32E則負(fù)責(zé)電動(dòng)車(chē)控制和智能驅(qū)動(dòng)。
NXP采用了各種時(shí)下流行的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述新產(chǎn)品：軟件定義的車(chē)輛、zonal/domain控制器、端到端安全通信、安全的多ECU集成等等。這都是車(chē)廠們喜歡采用的術(shù)語(yǔ)，NXP在迎合他們的需求。
我們?nèi)绻谝粋€(gè)更寬的背景下看NXP的這次新產(chǎn)品發(fā)布，可以看出汽車(chē)市場(chǎng)的一些重要轉(zhuǎn)變。
首先，下一代汽車(chē)架構(gòu)仍在不斷變化。第二，芯片供應(yīng)商分為兩大陣營(yíng)，擁有大型高算力GPU/CPU的供應(yīng)商和沒(méi)有的供應(yīng)商。第三，汽車(chē)平臺(tái)之爭(zhēng)更多是關(guān)于軟件而不是硬件。最大的問(wèn)題是，是否真的有人通過(guò)將所有軟件整合在下一代汽車(chē)平臺(tái)上而取得了優(yōu)勢(shì)。
NXP顯然想玩這一手。但如果沒(méi)有基于CPU/GPU的大型中央大腦，它真的能做到這一點(diǎn)嗎？
芯片格局的兩極分化
今天，市場(chǎng)明顯出現(xiàn)了兩極分化，擁有AI/ML能力的玩家（Nvidia、Qualcomm、Intel/Mobileye）在下一代車(chē)輛中推動(dòng)中央大腦，而那些不具備這項(xiàng)能力的傳統(tǒng)公司（NXP、Infineon、Renesas、TI）則屬于另一個(gè)陣營(yíng)。而NXP則將自己定位為非中央大腦陣營(yíng)中的領(lǐng)導(dǎo)者。
曾幾何時(shí)，車(chē)廠認(rèn)為100美元的CPU是無(wú)法接受的。然而，在過(guò)去的幾年里，領(lǐng)先的OEM開(kāi)始接受了這種中央大腦的趨勢(shì)。
拋開(kāi)對(duì)標(biāo)特斯拉的問(wèn)題，車(chē)廠希望有一個(gè)平臺(tái)，使他們能夠不斷增加ADAS功能，即使他們不打算開(kāi)發(fā)完全自動(dòng)駕駛。
或許像NXP和Infineon這樣的公司之前一直在想，車(chē)廠會(huì)清醒過(guò)來(lái)放棄昂貴的GPU/CPU解決方案，回到他們身邊（傳統(tǒng)汽車(chē)芯片）。
但領(lǐng)先的OEM在熟悉了Nvidia的解決方案后，已經(jīng)在該平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了自己的軟件。他們并沒(méi)有回頭，這讓NXP、Infineon、TI或Renesas措手不及。
NXP似乎準(zhǔn)備好了另一套計(jì)劃，將其S32G或S32Z定位為“緊挨著那些大腦”的配套芯片。NXP的芯片可以充當(dāng)安全處理器，或者進(jìn)行冗余的決策和執(zhí)行。NXP的S32G或S32Z甚至也能夠從大型中央芯片中卸載一些功能分擔(dān)，減輕中央計(jì)算的壓力。
NXP的S32G產(chǎn)品線中已經(jīng)有許多產(chǎn)品，包括S32G（網(wǎng)關(guān)）和S32R（雷達(dá)）。現(xiàn)在又多了S32E（車(chē)輛驅(qū)動(dòng)和電池管理）和S32Z（domain/zonal控制）。所有的設(shè)計(jì)都是為了解決車(chē)輛的需求，當(dāng)然這里沒(méi)有中央大腦。盡管NXP大約在一年半前宣布與Kalray合作推出Bluebox 3.0解決方案（為安全的汽車(chē)高性能計(jì)算而設(shè)計(jì)），但NXP尚未發(fā)布其AV/ADAS處理器的路線圖。
Domain vs. Zonal
汽車(chē)行業(yè)希望將之前那些獨(dú)立的ECU合并為更少的ECU，這種愿望是真實(shí)的。然而，NXP的產(chǎn)品與解決方案市場(chǎng)負(fù)責(zé)人Brain Carlson表示，不同車(chē)廠有不同的日程表，路徑也不同。一些公司直接采用domain架構(gòu)，而另一些則從zonal開(kāi)始。
Carlson說(shuō)：“Domain是將邏輯軟件整合在一起。這就像把基礎(chǔ)放到通用軟件中，并集中進(jìn)行OTA。Zonal的重點(diǎn)是簡(jiǎn)化布線（幾乎可以減重80公斤）。”
Carlson表示，一些車(chē)廠可能很快就會(huì)進(jìn)入zonal。其他公司則可能是domain和zonal的混合架構(gòu)。而NXP希望迎合OEM的需求，無(wú)論他們發(fā)展到什么架構(gòu)。
正如Carilson解釋的那樣，實(shí)時(shí)應(yīng)用會(huì)分布在整個(gè)車(chē)輛上。他說(shuō)，S32Z和S32E的優(yōu)勢(shì)是“在車(chē)輛的多個(gè)地方都可以部署”。
邁向5nm
NXP此前制定了一項(xiàng)很有野心的計(jì)劃，計(jì)劃將其汽車(chē)處理器推進(jìn)到5nm制程。這讓許多人都感到震驚，因?yàn)榇蠖鄶?shù)汽車(chē)MCU仍在傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)上。
該計(jì)劃似乎正在按計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)。上個(gè)月在Computex 2022的主題演講中，NXP的CEO Kurt Sievers展示了基于TSMC 5nm的符合ASIL D標(biāo)準(zhǔn)的“測(cè)試芯片”。但剛剛發(fā)布的S32E和S32Z仍然是16nm。5nm芯片何時(shí)會(huì)推出？
Carlson解釋說(shuō)：“我們已經(jīng)在著手設(shè)計(jì)生產(chǎn)5nm芯片了。我們展示的是我們真有的東西，在這上我們可以實(shí)際運(yùn)行功能應(yīng)用。當(dāng)然還不包括所有的東西。”5nm芯片的軟件尚未準(zhǔn)備好，仍在逐步完善中。
關(guān)于哪種S32處理器會(huì)開(kāi)始采用5nm，NXP并沒(méi)有給出確切的說(shuō)法。
Core-to-pin的硬件隔離
S32E和S32Z中最顯著的特點(diǎn)是NXP描述的“core-to-pin”的硬隔離。據(jù)NXP稱，這種方法對(duì)于希望在一個(gè)新的處理器上結(jié)合不同的ECU功能（目前在獨(dú)立的ECU盒子中執(zhí)行）的車(chē)廠來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。
Carlson解釋說(shuō)，從處理器一直到芯片的管腳，I/O、task、功能和控制都可以在硬件中完全虛擬化。
其他芯片公司提供虛擬化、軟件hypervisor或硬件輔助hypervisor。Carlson強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“我們提供完整的芯片虛擬化，它們是相互隔離的，看起來(lái)就像之前的盒子。”
S32Z和S32E都具有“處理器core-to-pin”的硬件虛擬化能力，允許“多個(gè)實(shí)時(shí)應(yīng)用可以同時(shí)在設(shè)備上開(kāi)發(fā)和運(yùn)行”。
Carlson說(shuō)，這種硬件虛擬化為處理器任務(wù)分配了相關(guān)的內(nèi)存、外圍設(shè)備、內(nèi)存帶寬和設(shè)備（I/O）管腳。沒(méi)有其他處理器任務(wù)可以干擾。任務(wù)就像它們?cè)讵?dú)立的ECU中一樣，作為單獨(dú)的、孤立的功能出現(xiàn)。
對(duì)于希望在同一芯片上集成多個(gè)Tier 1應(yīng)用的OEM來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)大問(wèn)題。在S32Z或S32E設(shè)備上，來(lái)自這些Tier 1的不同應(yīng)用不會(huì)影響其他應(yīng)用的運(yùn)行。
在上周的Embedded World活動(dòng)上，NXP展示了運(yùn)行8個(gè)不同任務(wù)的情況，在其中一個(gè)任務(wù)中注入錯(cuò)誤，但其它任務(wù)卻沒(méi)有受到任何影響。
未來(lái)的計(jì)劃
當(dāng)年Qualcomm收購(gòu)NXP的嘗試失敗后，NXP看起來(lái)在新興的中央計(jì)算之爭(zhēng)中毫無(wú)準(zhǔn)備，也沒(méi)有合作伙伴。這是因?yàn)镹XP可能一直指望Qualcomm會(huì)分享AI和ML方面的能力。
盡管全自動(dòng)駕駛車(chē)輛尚未量產(chǎn)，但已經(jīng)有行業(yè)人士就開(kāi)始認(rèn)為，Nvidia、Qualcomm和Intel/Mobileye已經(jīng)贏得了AV/ADAS市場(chǎng)。當(dāng)然，也有不同觀點(diǎn)，認(rèn)為在贏家出現(xiàn)之前還有很長(zhǎng)的路要走。
NXP認(rèn)為下一代汽車(chē)架構(gòu)的持續(xù)迭代是一個(gè)積極的信號(hào)。
隨著OEM努力減少ECU的數(shù)量，需要一種解決方案，使不同供應(yīng)商（Tier 1、集成合作伙伴）的軟件能夠很好地運(yùn)行在同一設(shè)備中。在這里，NXP看到了推動(dòng)core-to-pin的機(jī)會(huì)。
Carlson說(shuō)：“OEM希望由各方開(kāi)發(fā)的軟件能在同一個(gè)設(shè)備上運(yùn)行。但你會(huì)怎么做呢？你能協(xié)調(diào)他們一起工作嗎？不難想象，這些應(yīng)用為爭(zhēng)奪資源會(huì)相互廝殺。”
但通過(guò)core-to-pin的硬隔離，NXP希望能夠提供和平共處的方法。
