16核ARM Zena子系統(tǒng)用AI定義汽車(chē)

ARM 開(kāi)發(fā)了具有 16 個(gè)高性能處理器的計(jì)算子系統(tǒng) （CSS），以加快用于汽車(chē)設(shè)計(jì)的下一代 AI 芯片的開(kāi)發(fā)。

這是 Zena 品牌的首次使用，提供 16 個(gè) Cortex A720AE 汽車(chē)處理器內(nèi)核和 Cortex-R82AE 實(shí)時(shí)微控制器內(nèi)核。

一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別是 Mali GPU 是可選的，AI 加速器也是可選的，這表明 ARM 希望芯片制造商在芯片中添加額外的 IP，無(wú)論是在芯片中作為 RTL 還是作為小芯片。

這標(biāo)志著軟件定義汽車(chē)中越來(lái)越多的 AI，從而提高了處理要求

“我們有超過(guò) 94% 的汽車(chē)制造商使用 ARM 技術(shù)，排名前 15 位的芯片供應(yīng)商使用我們的技術(shù)，”ARM 高級(jí)副總裁兼汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品線總經(jīng)理 Dipti Vachani 說(shuō)。

“電動(dòng)汽車(chē)的所有新進(jìn)入者都使用 ARM 技術(shù)，這使我們能夠看到市場(chǎng)的發(fā)展方向，從具有集中計(jì)算的軟件定義汽車(chē) （SDV） 到 AI 定義的汽車(chē)。我們看到的未來(lái)是在 SDV 上構(gòu)建 AI 定義的汽車(chē)，其中模型位于云端，模型也位于汽車(chē)中。

“不同的是，我們?cè)谄渌I(lǐng)域看到 AI 之前，先在汽車(chē)領(lǐng)域看到它，”她說(shuō)。“這種 AI 定義的汽車(chē)具有獨(dú)特的要求，對(duì)計(jì)算的需求不斷增加，這推動(dòng)了 Zena CSS 的發(fā)展。”

ARMv9 720AE 內(nèi)核于去年推出，這些內(nèi)核將位于安全島旁邊，通過(guò) Correx-R82AE 內(nèi)核和安全區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，這是保護(hù)車(chē)輛數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。運(yùn)行時(shí)安全引擎提供安全的無(wú)線更新，系統(tǒng)范圍的安全性和信任根由 ARM TrustZone 啟用。

有一個(gè)更高性能的核心 NeoverseV3AE，用于預(yù)計(jì)很快推出的 Nvidia Drive Thor 芯片。

Cortex-A520AE、A720AE 和 NeoverseV3AE 的未來(lái)版本預(yù)計(jì)將被稱(chēng)為 Zena Pro、Premium 和 Ultra 內(nèi)核，作為上個(gè)月宣布的產(chǎn)品線整體品牌重塑的一部分。

使用 CSS 意味著項(xiàng)目需要的工程師更少，從而加快了開(kāi)發(fā)時(shí)間。“這意味著每個(gè)項(xiàng)目的工程師減少了 20%，節(jié)省了 12 個(gè)月，這對(duì)我們的客戶(hù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)完整的模型，”Vachani 說(shuō)。“這使客戶(hù)能夠?qū)Ｗ⒂诓町惢瑹o(wú)論是 OEM 還是芯片供應(yīng)商還是一級(jí)供應(yīng)商。”

GPU 或神經(jīng)處理器的接口基于 UCIe 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)使用 PCI Express 調(diào)制來(lái)簡(jiǎn)化集成。這也允許可擴(kuò)展性，能夠向 CSS 添加多個(gè) AI 加速器或 NPU 以進(jìn)行高端處理，例如對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)，但對(duì)整個(gè)范圍內(nèi)的車(chē)輛模型使用相同的底層芯片和軟件。

作為關(guān)鍵合作伙伴，Cadence Design Systems 為 ARM 小芯片系統(tǒng)架構(gòu) （CSA） 以及汽車(chē)小芯片計(jì)劃 （ACP） 開(kāi)發(fā)了小芯片設(shè)計(jì)和 IP，ACP 是由比利時(shí) imec 領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)合作計(jì)劃，ARM 和 Cadence 在其中發(fā)揮著重要作用。支持 CSA 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于使用 UCIe 進(jìn)行多晶粒小芯片連接的小芯片的廣泛行業(yè)采用至關(guān)重要。Cadence UCIe IP 最近獲得了 ISO 26262 ASIL-B 認(rèn)證，用于小芯片的汽車(chē)功能安全。

“你可以擁有多個(gè)具有獨(dú)立 NPU 的芯片，以實(shí)現(xiàn)芯片和軟件的可擴(kuò)展性，”她說(shuō)。“您可以使用完全相同的 Zena CSS 并圍繞它進(jìn)行構(gòu)建以實(shí)現(xiàn)一致性。”

ARM 已與 Amazon AWS、Cadence Design Systems、Siemens EDA 和 Synopsys 合作開(kāi)發(fā)工具，以便在云中的 CSS 上運(yùn)行軟件，以便在芯片可用之前很久就開(kāi)始開(kāi)發(fā)。例如，Synopsys 與 50 多家 OEM 和一級(jí)供應(yīng)商合作，使用虛擬原型技術(shù)并開(kāi)發(fā)了 1,000 多個(gè)汽車(chē)虛擬模型。

Synopsys Platform Architect 允許汽車(chē)硬件和軟件架構(gòu)師使用早期模型來(lái)探索和預(yù)測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)，例如延遲、帶寬、爭(zhēng)用以及在特定 Zena CSS 配置上執(zhí)行的應(yīng)用程序工作負(fù)載的利用率。

電子數(shù)字孿生包括用于 Zena CSS 的 Virtualizer 開(kāi)發(fā)套件 （VDK），用于模擬基于域和區(qū)域 E/E 架構(gòu)。借助這些 eDT，團(tuán)隊(duì)可以為模擬域中的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)和測(cè)試軟件，從而減少對(duì)物理硬件的需求。這種方法可以更快地交付軟件，有助于減少缺陷，并簡(jiǎn)化硬件/軟件協(xié)同設(shè)計(jì)流程。

它還與 Vector Informatik 合作開(kāi)發(fā) SIL 套件開(kāi)源庫(kù)，并與 Continental、Elektrobit、IPG Automotive 等合作，將虛擬原型設(shè)計(jì)功能集成到他們的解決方案中。

軟件正在成為開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素，對(duì)于 AI 定義的汽車(chē)，開(kāi)發(fā)人員可以使用虛擬平臺(tái)在真實(shí)仿真中結(jié)合 RTL 仿真來(lái)驗(yàn)證 AI 工作負(fù)載和邊緣推理行為。云工具還支持在部署到汽車(chē)之前在云中進(jìn)行軟件測(cè)試，從而加速芯片和軟件的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證。

Cadence Design Systems 的 Helium Studio 與 Palladium 仿真和 Protium 原型系統(tǒng)配合使用，隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)展，在混合平臺(tái)上使用實(shí)際的 SoC 硬件進(jìn)行早期軟件驗(yàn)證。Helium Studio 還支持使用多個(gè)用于汽車(chē)的小芯片和嵌入式邊緣的可擴(kuò)展開(kāi)放式架構(gòu) （SOAFEE） 進(jìn)行開(kāi)發(fā)。SOAFEE 社區(qū)正在為 Zena CSS 上的數(shù)字駕駛艙和娛樂(lè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)藍(lán)圖，以便在機(jī)艙中使用 AI 進(jìn)行檢測(cè)和語(yǔ)音控制。這些藍(lán)圖使用 SystemReady 認(rèn)證和合規(guī)性計(jì)劃以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) API 在 CSS 之上工作。

Siemens Digital Industries Software 還在其 PAVE360 軟件中增加了對(duì) Zena CSS 的支持，該軟件專(zhuān)為軟件定義汽車(chē)而設(shè)計(jì)。

Arm 汽車(chē)業(yè)務(wù)線汽車(chē)產(chǎn)品和軟件解決方案副總裁 Suraj Gajendra 表示：“AI 定義汽車(chē)時(shí)代是帶來(lái)全新車(chē)內(nèi)體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，但它需要更快的開(kāi)發(fā)和部署速度。”借助西門(mén)子 PAVE360 等虛擬平臺(tái)解決方案，Arm 使我們的合作伙伴能夠在物理芯片可用之前就開(kāi)始在 Zena CSS 上進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。 顯著縮短了新軟件解決方案的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

Siemens Digital Industries Software 混合動(dòng)力和虛擬系統(tǒng)副總裁 David Fritz 表示：“我們與 ARM 的合作表明，僅靠軟件定義車(chē)輛開(kāi)發(fā)已經(jīng)不夠了，現(xiàn)在需要通過(guò)并行開(kāi)發(fā)整車(chē)系統(tǒng)來(lái)感知整個(gè)流程，以幫助確保整個(gè)系統(tǒng)滿(mǎn)足要求，并且需要持續(xù)驗(yàn)證。我們使客戶(hù)能夠跨電子、硬件和應(yīng)用開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)多域數(shù)字孿生，以進(jìn)行驗(yàn)證和集成，包括整個(gè)片上系統(tǒng) （SoC）、電子/電氣 （E/E） 系統(tǒng)和車(chē)輛開(kāi)發(fā)流程。

PAVE360 作為西門(mén)子 SDV 框架的一部分，匯集了 Innexis 軟件環(huán)境、Veloce 硬件輔助驗(yàn)證和確認(rèn)系統(tǒng)、用于產(chǎn)品生命周期的 Teamcenter 軟件、用于應(yīng)用程序生命周期管理 （ALM） 的 Polarion 以及用于仿真的 Simcenter Prescan 和 Simcenter Amesim 軟件，為軟件定義開(kāi)發(fā)提供了一種集成度更高的方法。

這允許開(kāi)發(fā)人員在芯片可用之前使用 PAVE360 為 Zena CSS 開(kāi)發(fā)軟件，并且在 SOAFEE 社區(qū)中，虛擬原型環(huán)境將成為啟用 SOAFEE 藍(lán)圖的關(guān)鍵技術(shù)。然后，開(kāi)發(fā)人員可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)軟件進(jìn)行功能驗(yàn)證，并對(duì) SoC 算法和硬件/軟件交互進(jìn)行準(zhǔn)確建模，從而幫助緩解軟件定義和系統(tǒng)感知型車(chē)輛開(kāi)發(fā)帶來(lái)的不可避免的挑戰(zhàn)。

ARM 表示，它正在努力為 SystemReady 進(jìn)行擴(kuò)展，以便在 2025 年底之前為跨不同硬件工作的汽車(chē)應(yīng)用程序的作系統(tǒng)和軟件堆棧提供擴(kuò)展。