汽车制造商（OEM）和一级系统供应商目前正处于一个独特的情况。在先进的自动驾驶辅助系统（ADAS）和自主动驾驶汽车中，技术的不断推进和业务的快速增长，正在颠覆汽车设计平台。此外，从计算机视觉到3D地图，从LIDAR到深度学习，在实现自驾车的过程中，这些技术继续在融合和碰撞。站在社会的角度看，这个转变是很重要的，因为它确实会对生活产生影响。

　　特斯拉汽车和优步汽车相撞的致命事故提醒我们，设计自动驾驶汽车时，在系统层面上需要特别小心。汽车制造商正在经历技术上的一个断层，因此不能再像往常那样与一级系统供应商一起开展业务。

图１　汽车制造商（OEM）、一级系统供应商和新公司，例如Uber，应当仔细审查和评估设计元件，以确保车辆的安全性和可靠性。（来源：Arteris IP）

从繁冗的代码到自定义硬件  

汽车制造商（OEM）和一级系统供应商可以看看汽车引擎盖下有什么技术。对于了解选择这些技术背后的半导体时，所有汽车制造商都应该参与。近来，ADAS和自动驾驶应用已经从基于软件、在通用CPU和GPU上运行的高度复杂的系统产品转到采用专用系统级芯片（SoC）这种解决方案，其中使用了先进的技术，例如通过硬件加速器进行的深度学习和神经网络。ADAS开发人员已经从“繁冗的代码”——其中使用了数千行甚至数百万行的软件代码，转移到系统级芯片（SoC），把它设计成通过硬件执行自主驾驶任务。这个转变将极大地减少这些系统所需要的软件代码行数，反过来，这也有利于功能安全的风险控制。Mobileye公司是ADAS的先驱，他们走向系统级芯片（SoC）设计，通过实现异构系统——其中需要软件来驱动硬件架构，从而确保大多数汽车在实际的运动范围内是安全的。

图２　Mobileye的EXQ4处理器是汽车制造商的自动驾驶系统核心。（来源：Mobileye）

    为了在竞争中领先，汽车制造商和一级系统供应商必须认识到，为了行业中实现设计的突破性，系统级芯片（SoC）的设计非常重要。一个系统级芯片（SoC）设计包含了很多技术，了解这些技术是良好的开端。互连涉及系统级芯片设计的所有部分，已经成为提高系统级功能（如功能安全和服务质量）的关键。我们就以片上互联为例。片上互连技术处理大多数IP块之间的通信服务，同时在合适的时间为所有硬件加速器提供数据。这提高了带宽处理的能力，降低了系统延迟，減少了功率消耗，并与ADAS和自动驾驶应用程序中的功能安全特性相互补充。

    在提高功能安全方面，系统级芯片的互连起着至关重要的作用，因为它与芯片上的所有数据互相作用。因此，片上通信是达到总体功能安全要求的关键部件。一定要选择按照ISO 26262功能安全规范开发的互连IP，汽车芯片必须符合功能安全规范的要求，在认证方面，可以为汽车制造商（OEM）和一级系统供应商节省大量人力和时间。

互连的中興

　　在过去，互连是在设计送往晶圆工厂制造之前，最后才考虑到的设计。然而，汽车芯片正在变得更大，它的功能变得更强，它有许多硬件加速器，运行专门的算法。此外，汽车系统级芯片使用专门的IP来管理多个传感器和摄像机。在芯片上连接所有处理元件的传统方法已经不能胜任了。  

    在设计方面，另一个重要的前提是，在复杂的大型汽车系统级芯片中，与芯片上的互连相补相成的，是存储器的创新。汽车系统级芯片设计师越来越多地避免访问缓慢而耗电的DRAM。取而代之的是，他们用缓存一致性特性，这样，处理单元可以更快地取得共享数据，避免了直接管理软件而花费的时间。

    反过来，这又帮助系统级芯片设计师对整个数据流进行优化，并确保服务质量，以满足千变万化的汽车设计中对带宽和延迟的要求。不论是要求高速数据缓存一致性还是非一致性，片上互连与存储器体系结构都会紧密联系在一起。

图３　符合ISO 26262标准的互连IP减轻了芯片制造商、一级系统供应商和汽车製造商在功能安全要求方面需要耗费的大量工作。（来源：Arteris IP）

　　汽车系统级芯片设计中总线互连的细节，说明了片上通信与系统性能、安全性、成本和功率效率的改进，是如何在内部实现的。这个价值链就是，IP供应商把互连技术卖给芯片制造商，芯片制造商又向一级系统供应商提供汽车系统级芯片。

    这就是为什么汽车製造商和一级系统供应商都应该了解引擎盖下面的技术，以确保它们从芯片制造商那里得到的系统级芯片能够满足ADAS和自动驾驶对功能安全的要求。      

    这将为公司节省由于返工而花费的宝贵时间。更重要的是，这将有助于汽车制造商确保把安全可靠的汽车送到道路上。汽车制造商已经掌握了在制造、系统设计和机械设计方面的能力，对他们而言，系统级芯片是一片新的天地。

    Kurt ShulerArteris IP公司的营销副总裁，之前供职于Intel和德州仪器公司，在移动、消费者和企业领域使用IP、以及半导体和软件的营销，拥有丰富的经验。他是ISO 26262/TC22/SC3/WG16工作组的美国技术咨询小组（TAG）的成员，参加半导体和半导体IP的安全标淮的制定。