機遇與挑戰(zhàn):
- 汽車電子未來發(fā)展遇矛盾
市場數據:
- 飛思卡爾提供速度為130MHz的雙核處理器
汽車產業(yè)應該改變開發(fā)汽車電子系統(tǒng)的設計方式。減少電子控制單元(ECU)的數量,以及集成更多的功能,是推動這種變化的兩個主要因素。由于更多的功能通常要求ECU具有更高的性能和計算能力,因此,上述兩個因素似乎陷入了眾所周知的兩難處境。
減少ECU數量主要是為了節(jié)省成本,包括功耗、電磁兼容(EMC)、印刷電路板(PCB)面積和線纜問題。減少ECU,也能降低ECU之間的通訊,從而降低系統(tǒng)復雜性和成本。
減少ECU數量可以從多個方面影響成本:
硬件成本:更有效率的系統(tǒng)架構可以降低目前在不只一個控制單元中存在的硬件冗余。而且,更少的節(jié)點和多工器以及更加分散的負載,可以降低汽車網絡系統(tǒng)的復雜程度,并使之更加簡潔。
開發(fā)成本:ECU數量減少,使系統(tǒng)得到簡化,而且可能基于AUTOSAR和GENIVI等汽車電腦平臺,或QNX和Microsoft Auto等自有平臺,顯然有利于縮短開發(fā)時間。由于可重復使用許多軟件成分,使用這類平臺將進一步降低軟件成本,也可以根據地區(qū)或細分市場的要求,在生產鏈的最后階段選擇汽車配置。
維護成本:靈活和精干的控制單元也有利于系統(tǒng)更新和升級,尤其是在依賴標準軟件平臺的時候。
根據上述因素判斷,似乎未來的汽車系統(tǒng)將類似于基于PC的架構,其中軟件將扮演更加重要的角色。IHS公司設想,這將是軟件定義汽車的時代,導航、遠程信息處理和通訊等硬件功能都將作為軟件應用,由幾個中央ECU加以處理。另外,系統(tǒng)更新和升級也可以通過下載新的軟件包以遠程方式實現(xiàn)。
上面提到的集成問題也與計算能力等系統(tǒng)性能要求有關。由于未來的汽車中集成新的功能,預計計算能力需要大幅提高。這些功能包括信息娛樂、遠程信息處理和導航等。此外,傳統(tǒng)的動力總成、底盤和ADAS功能也將增添功能,而這些功能需要更多的技術,尤其是計算能力。逐步改善的安全性與更高的燃油效率,將需要更多更新的電子器件,其中多數需要更高的計算能力。
虛擬可以服務于多任務系統(tǒng),并有利于使汽車ECU合理化,從而實現(xiàn)成本更低和更有效率的解決方案。但是,虛擬系統(tǒng)只能用于中低性能的系統(tǒng)。虛擬能夠為現(xiàn)有系統(tǒng)提供便宜和平穩(wěn)的解決方案,幫助原有系統(tǒng)過渡到下一代和高端系統(tǒng),這些系統(tǒng)基于開放源操作系統(tǒng)。
因此,IHS公司認為,多核架構長期來看將是汽車電子的基本選擇,可以滿足正在浮現(xiàn)的以及未來對高性能、維修控制以及功耗的要求。
市場供應情況與指標
多核處理器已經用于汽車系統(tǒng)。飛思卡爾半導體提供速度為130MHz的雙核處理器。作為OEM廠商,寶馬是率先采用多核架構的廠商之一,已經在寶馬賽車中采用了飛思卡爾的解決方案。預計寶馬也將在未來的1系列、3系列和X3車型中采用多核系統(tǒng)。
ARM最近宣布推出Cortex-R5和Cortex-R7 MPCore處理器,用于3G和4G移動設備,同樣也面向汽車與工業(yè)應用。該ARM處理器系列覆蓋很寬的高性能、實時嵌入應用,正好滿足汽車市場的需要。
這些新產品特別適合要求高性能及高可靠性的嵌入應用。這些處理器提供一系列強調安全性的功能,包括所有外部總線中的錯誤管理、冗余雙核系統(tǒng)和差錯檢驗碼(ECC)。這些產品還支持高頻中斷,以及快速及確定性的數據傳輸,用于實時的高安全性應用。