O processador de rede do veículo traz recursos multifuncionais

LAS VEGAS - S32G da NXP Semiconductors é "uma versão de chip único" de dois processadores - um microprocessador automotivo e um processador de rede corporativa - combinados, disse Ray Cornyn, vice-presidente e gerente geral, Vehicle Dynamics Products. O S32G funciona como um processador de gateway para veículos conectados, pois oferece recursos de rede de nível empresarial. Ele também habilita os aplicativos ADAS com uso intensivo de dados mais recentes, ao mesmo tempo que fornece aos veículos recursos de comunicação segura, explicou ele.

O que NXP S32G envolve (Fonte:NXP Semiconductors)

Um olhar mais atento dentro do S32G revela uma lista de desejos dos OEMs para veículos de próxima geração em 2021 e além.

Entre os desejos estão:atualizações de software over-the-air - à la Tesla - para tornar os veículos "atualizáveis ​​por software", uma mudança para novas arquiteturas de veículos baseadas em domínio (ou seja, consolidação de ECUs), recursos de segurança reforçados (incluindo intrusão detecção / monitoramento), a capacidade do veículo de analisar dados na borda sem depender constantemente da nuvem e segurança atualizada para ASIL D.

Em “veículos conectados”, os OEMs de automóveis estão em busca de novas oportunidades de negócios, incluindo modelos de assinatura e seguro com base no uso.

“É uma tendência mundial entre os OEMs de automóveis trazer todas essas novas oportunidades de negócios e recursos para veículos de próxima geração”, disse Brian Carlson, diretor de gerenciamento de linha de produtos para processadores de rede de veículos na NXP.

Se um carro que pode ser atualizado por software é o objetivo da indústria automotiva, o S32G parece projetado para trazer os OEMs de carros um passo mais perto.

Phil Magney, fundador e diretor da VSI Labs, observou que S32G “foi projetado para servir como a porta de entrada para o processamento de domínio centralizado, que é a arquitetura de suporte do carro definido por software. Além disso, as novas arquiteturas de veículos devem oferecer suporte a enormes volumes de dados por meio de várias interfaces. ”

Ele observou:“Até este ponto, a rede tem sido um pouco tardia. Mas, na realidade, é bastante crítico, uma vez que há muitos dados circulando pelo veículo. O S32G pode lidar com todos os requisitos de encanamento e segurança, tempo e segurança associados. ” Ele acrescentou que existem muitos controladores de rede projetados pelos principais fornecedores de chips e Tier One. Mas entre os processadores de rede existentes, “não vi nada que agregue tudo em um único chip como o S32G”.

O novo processador já está em amostragem e os fabricantes de automóveis estão testando o S32G, disse Carlson. Para demonstrar o apelo do S32G entre os principais players automotivos, a NXP, em seu comunicado à imprensa, compartilhou uma citação de Bernhard Augustin, diretor de ECU Development Autonomous Driving:“Encontramos a combinação única de recursos de rede, desempenho e segurança do S32G processador ideal para uso em nosso controlador de domínio ADAS de próxima geração ”.

família de processadores S32

S32G é parte da família S32 de processadores da NXP com base em uma arquitetura unificada de MCUs de alto desempenho, MPUs, aceleração específica de aplicativo e interfaces.

A família S32, projetada para ser escalonável, permite que os desenvolvedores criem software em um ambiente uniforme em todas as plataformas de aplicativos.

O objetivo é permitir que os desenvolvedores reutilizem seu caro trabalho de P&D, reduzindo o tempo de lançamento no mercado, uma vez que a indústria automotiva lida com rápidas mudanças na arquitetura dos veículos nos próximos anos.

A NXP observou que a plataforma mantém “a qualidade automotiva, confiabilidade e desempenho ASIL D em vários espaços de aplicativos em todos os veículos”.

Processador de rede de veículos

Em primeiro lugar, o S32G oferece um nível sem precedentes de recursos de rede e processamento.

Mostrado no diagrama de blocos abaixo, o processador S32G incorpora núcleos de microcontrolador Arm Cortex M7 de etapa de bloqueio e uma capacidade pioneira no setor de clusters de etapa de bloqueio de núcleos de aplicativo Arm Cortex-A53.



Conforme a quantidade de dados coletados e transportados dentro de um veículo cresce exponencialmente, a capacidade do processador de acelerar redes automotivas e pacotes Ethernet torna-se cada vez mais crítica, explicou Carlson.

Uma coisa é apregoar a capacidade de um processador de rede de lidar com grandes volumes de dados. Mas é uma história totalmente diferente se o chip pode realmente acelerar o processamento de dados. Sem aceleração, a rede de veículos pode facilmente atolar, disse Carlson, tornando impossível para o novo veículo oferecer serviços essenciais com o desempenho de rede determinístico exigido pelos OEMs de automóveis.

Os processadores S32G são projetados para descarregar camadas de transporte para que seu mecanismo de comunicação possa atingir baixa latência, observou ele. S32G apresenta “blocos de aceleração de rede” projetados para redes automotivas e Ethernet.

Incluídos nos recursos de rede S32G estão interfaces 20 × CAN / CAN FD, interfaces 4 × Gigabit Ethernet e uma interface PCI Express Gen 3.

Como comparação, Magney observou que Tesla “suporta seis canais CAN, quatro canais Ethernet e oito linhas seriais para as câmeras”. Chamando a Tesla de "um proxy para futuras arquiteturas de veículos", Magney disse:"Não surpreendentemente, a NXP fornece controladores Ethernet e CAN para a Tesla".

Outros recursos importantes integrados ao S32G são segurança e proteção.

O S32G, como todos os outros processadores da plataforma S32, incorpora aceleração de segurança de hardware de alto desempenho, juntamente com suporte de infraestrutura de chave pública (PKI) para gerenciamento de chave confiável, habilitado por seu Hardware Security Engine (HSE). O HSE com firewall é a raiz da confiança no suporte à inicialização segura, fornecendo serviços de segurança do sistema e protegendo contra ataques de canal lateral.

Quanto à segurança, os processadores S32G oferecem recursos ASIL D completos, incluindo núcleos de microcontrolador Arm Cortex M7 lock-step e uma capacidade inédita da indústria de clusters lock-step de núcleos de aplicativo Arm Cortex-A53, permitindo novos níveis de desempenho de segurança com alto nível sistemas operacionais e suporte de memória maior.

Versatilidade de S32G

Carlson da NXP afirmou que a beleza do S32G está em sua versatilidade. O S32G pode ser usado em muitos lugares diferentes dentro de um veículo - desde um processador de portão a um controlador de domínio e processadores de segurança ADAS.

Onde em um veículo S32G pode ser usado (Fonte:NXP)

Magney da VSI Labs observou:“O S32G parece complementar a muitos controladores de domínio AV ou ADAS porque consolida um punhado de chips em um”. Ele acrescentou:“Caso contrário, a funcionalidade do S32G seria espalhada por vários transceptores e controladores para lidar com todo o tráfego de dados. O S32G também contém todos os elementos críticos de tempo, memória, segurança e aceleradores de rede necessários para dar suporte a todos os dados que estão sendo transmitidos dentro do veículo. ”