Управляемая Linux NXP критическая по безопасности автомобильная SoC смешивает Cortex-A53 с -M7

NXP анонсировала критически важный для безопасности сетевой процессор «S32G», предназначенный для ADAS и автономных машин, который работает под управлением Linux на четырехъядерном блоке A53 вместе с ядрами 3x Cortex-M7, сетевыми ускорителями и механизмами пересылки пакетов и аппаратного обеспечения безопасности.

NXP начал выборку S32G274A, первого из четырех процессоров шлюза S32G, которые являются первыми из MCU-подобных сетевых процессоров S32 NXP, которые включают процессоры Cortex-A. Как и недавно анонсированный i.MX8 Plus с поддержкой AI , SoC поставляется с BSP для Linux.


S32G

S32G считается процессором шлюза для ADAS и автономных автомобилей. Тем не менее, это не всесторонняя автономная автомобильная платформа, такая как недавно анонсированная Drive AGX Orin от Nvidia , более мощное продолжение автомобильной версии AGX Xavier (см. Ниже). Это скорее шлюз для любого умного автомобиля, который также может выступать в качестве контроллера ADAS.

Когда первый SoC i.MX8 - вплоть до шестиугольного ядра -A72 и -A53 i.MX8 QuadMax - был анонсирован еще в 2016 году, он был объявлен автомобильным процессором. С тех пор SoC превратился в высококлассный SoC более общего назначения. С S32G NXP представила более специфичную для автомобиля SoC Cortex-A, которая вместо этого связана с семейством автомобильных микроконтроллеров S32 .

Безголовый S32G считается шлюзным процессором, поскольку он выступает в качестве интеллектуального концентратора для автомобильных компонентов, управляемых его собственным трио чипов Cortex-M7, а также другими микроконтроллерами семейства S32. SoC также может интегрировать входные сигналы от камер, радаров и ультразвуковых и лидарных систем, а также младших интегральных схем, интегральных схем и датчиков для создания единой сети обработки в транспортном средстве. Он также может выступать в качестве сетевого компаньона для отдельного автомобильного компьютера без водителя.

Гибкие сценарии использования S32G в доменной и зональной архитектурах

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

S32G особенно хорошо подходит для того, что NXP рассматривает как новую волну сервис-ориентированных архитектур «доменного транспортного средства», в которой SoC может выступать как в качестве шлюза, так и в качестве отдельного контроллера безопасности ADAS. Он также может выступать в качестве центрального компьютера или зонального шлюза в более традиционных зональных архитектурах транспортных средств (см. Схему выше).

S32G предлагает поддержку функциональной безопасности ASIL D, совместимую с уровнем D уровня целостности автомобильной безопасности (ASIL), установленным в соответствии с ISO 26262. Он разработан для «безопасного управления передачей данных вокруг транспортного средства и защиты критически важных приложений безопасности от злонамеренных намерений», - говорит NXP.

S32G предлагает функции восстановления после сбоев, которые позволяют обнаруживать, изолировать и устранять неисправности без отключения системы. Функции безопасности включают аппаратное криптографическое ускорение и поддержку инфраструктуры открытых ключей (PKI) для управления доверенными ключами, включенного брандмауэром Hardware Security Engine (HSE).

Концептуальная схема S32G (слева) и блок-схема

(нажмите на картинку для увеличения)

Выполняя критически важные для безопасности задачи в режиме реального времени с ядрами и компонентами безопасности Cortex-M7, S32G также имеет четырехъядерный мозг Cortex-A53 на базе Linux, способный обрабатывать приложения, ожидаемые для будущих ADAS с электроприводом и автономных транспортных средств. , Эти «ориентированные на обслуживание» функции шлюза включают страхование на основе использования, мониторинг состояния транспортных средств и услуги по управлению автопарком.

Согласно анализу, опубликованному Forbes , S32G отлично разбирается в данных. Он объединяет и анализирует данные в реальном времени от датчиков для помощи водителю при вводе ADAS, а затем сокращает необработанные данные до минимума, который необходимо отправить в другие бортовые вычислительные системы, облачные службы или компьютеры в окружающих транспортных средствах и инфраструктуре.

В сценарии «умного автомобиля» обработка GbE потребляет около 90 процентов процессорного времени, говорит Forbes. Чтобы уменьшить это, различные сетевые ускорители и механизм переадресации пакетов (PFE) для Ethernet объединены, чтобы уменьшить это примерно до 0,2 процента, говорит история.

Как описывает Forbes, существует три «пары» ядер Cortex-M7, работающих в режиме блокировки, хотя в документации предполагается, что в резерве только три ядра работают в режиме блокировки. «Каждое ядро ​​в паре выполняет один и тот же код, предоставляя возможность обнаруживать любые аномалии при обработке этих пар, в то время как каждая пара может выполнять разные задачи», - говорит Форбс.

Четыре ядра Cortex-A53 также могут работать в режиме блокировки, поэтому каждая пара ядер может одновременно выполнять задачи. Это «первая в отрасли», говорит NXP.

Сетевые ускорители включают в себя механизм коммуникаций с низкой задержкой (LLCE), а также ускорители CAN FD, FlexRay , 4x SPI и 4x LIN (Local Interconnect Network) . (LIN является недорогой автомобильной альтернативой и дополнением к CAN.)

Существует также механизм пересылки пакетов (PFE) для сетей Ethernet, который обеспечивает межсетевой экран с сохранением состояния, классификацию, обработку заголовков и процессоры разгрузки. SoC поддерживает порты 4x GbE или 2.5GbE с чувствительной ко времени сетью (TSN), функцией, которая есть в новом i.MX8 Plus.

Периферийная поддержка включает в себя SPI, I2C, LIN, CAN FD, FlexRay, USB 2.0 OTG и PCIe 3.0. Есть также сторожевой таймер, системный и Flex таймеры, а также два интерфейса SAR ADC. Поддерживаются различные типы памяти, включая DDR4, и поддерживается температура от -40 до -105 ° C.

Linux BSP будет предоставляться вместе с программным обеспечением AUTOSAR и S32 Design Studio IDE. S32G также поддерживается адаптивным стандартом AUTOSAR . Wind River только что объявила о поддержке S32G со своей ОСРВ VxWorks и своей платформой виртуализации Wind River Helix , которая также включает в себя Wind River Linux.

Контрольная плата S32G-VNP-RDB

(для увеличения щелкните изображение)

NXP предложит оценочную плату NXP S32G-VNP-EVB - у Avnet и Arrow есть пустые страницы «запросить цену», содержащие страницы здесь и здесь . Также имеется эталонная плата S32G-VNP-RDB (см. Изображение выше).

NXP анонсировала готовый к использованию TSN автомобильный Ethernet-коммутатор SJA1110, разработанный для использования с S32G, который, по его словам, является первым, имеющим встроенные функции безопасности. Коммутатор предлагает 100BASE-T1 PHY, аппаратную защиту и мультигигабитные интерфейсы. Микросхема управления питанием NXP VR5510 также предназначена для работы с S32G и SJA1110.

Дополнительная информация

S32G274A в настоящее время выполняет выборку, и на подходе будет больше моделей S32G. Дата выпуска продукции не была объявлена. Дополнительную информацию можно найти в объявлении NXP S32G и на странице продукта .