NXP在中央計算芯片之外謀求另一條路

或許，大多數(shù)人都認為Nvidia、Qualcomm和Mobileye已經(jīng)贏得了高級自動駕駛的架構(gòu)戰(zhàn)。這是否意味著傳統(tǒng)的汽車芯片公司已經(jīng)投降了？恰恰相反。他們似乎仍在謀劃新的角度，以保持自己的地位甚至是擊敗對手。在這場巨變中，NXP的新型實時汽車處理器將處于什么位置？

NXP上周推出了兩款新的實時處理器系列，以滿足OEM對下一代汽車架構(gòu)的不同需求。

兩款芯片都屬于NXP S32汽車平臺，S32Z負責(zé)安全處理和domain/zonal控制；而S32E則負責(zé)電動車控制和智能驅(qū)動。

NXP采用了各種時下流行的術(shù)語來描述新產(chǎn)品：軟件定義的車輛、zonal/domain控制器、端到端安全通信、安全的多ECU集成等等。這都是車廠們喜歡采用的術(shù)語，NXP在迎合他們的需求。

我們?nèi)绻谝粋€更寬的背景下看NXP的這次新產(chǎn)品發(fā)布，可以看出汽車市場的一些重要轉(zhuǎn)變。

首先，下一代汽車架構(gòu)仍在不斷變化。第二，芯片供應(yīng)商分為兩大陣營，擁有大型高算力GPU/CPU的供應(yīng)商和沒有的供應(yīng)商。第三，汽車平臺之爭更多是關(guān)于軟件而不是硬件。最大的問題是，是否真的有人通過將所有軟件整合在下一代汽車平臺上而取得了優(yōu)勢。

NXP顯然想玩這一手。但如果沒有基于CPU/GPU的大型中央大腦，它真的能做到這一點嗎？

芯片格局的兩極分化

今天，市場明顯出現(xiàn)了兩極分化，擁有AI/ML能力的玩家（Nvidia、Qualcomm、Intel/Mobileye）在下一代車輛中推動中央大腦，而那些不具備這項能力的傳統(tǒng)公司（NXP、Infineon、Renesas、TI）則屬于另一個陣營。而NXP則將自己定位為非中央大腦陣營中的領(lǐng)導(dǎo)者。

曾幾何時，車廠認為100美元的CPU是無法接受的。然而，在過去的幾年里，領(lǐng)先的OEM開始接受了這種中央大腦的趨勢。

拋開對標(biāo)特斯拉的問題，車廠希望有一個平臺，使他們能夠不斷增加ADAS功能，即使他們不打算開發(fā)完全自動駕駛。

或許像NXP和Infineon這樣的公司之前一直在想，車廠會清醒過來放棄昂貴的GPU/CPU解決方案，回到他們身邊（傳統(tǒng)汽車芯片）。

但領(lǐng)先的OEM在熟悉了Nvidia的解決方案后，已經(jīng)在該平臺上開發(fā)了自己的軟件。他們并沒有回頭，這讓NXP、Infineon、TI或Renesas措手不及。

NXP似乎準(zhǔn)備好了另一套計劃，將其S32G或S32Z定位為“緊挨著那些大腦”的配套芯片。NXP的芯片可以充當(dāng)安全處理器，或者進行冗余的決策和執(zhí)行。NXP的S32G或S32Z甚至也能夠從大型中央芯片中卸載一些功能分擔(dān)，減輕中央計算的壓力。

NXP的S32G產(chǎn)品線中已經(jīng)有許多產(chǎn)品，包括S32G（網(wǎng)關(guān)）和S32R（雷達）?，F(xiàn)在又多了S32E（車輛驅(qū)動和電池管理）和S32Z（domain/zonal控制）。所有的設(shè)計都是為了解決車輛的需求，當(dāng)然這里沒有中央大腦。盡管NXP大約在一年半前宣布與Kalray合作推出Bluebox 3.0解決方案（為安全的汽車高性能計算而設(shè)計），但NXP尚未發(fā)布其AV/ADAS處理器的路線圖。

Domain vs. Zonal

汽車行業(yè)希望將之前那些獨立的ECU合并為更少的ECU，這種愿望是真實的。然而，NXP的產(chǎn)品與解決方案市場負責(zé)人Brain Carlson表示，不同車廠有不同的日程表，路徑也不同。一些公司直接采用domain架構(gòu)，而另一些則從zonal開始。

Carlson說：“Domain是將邏輯軟件整合在一起。這就像把基礎(chǔ)放到通用軟件中，并集中進行OTA。Zonal的重點是簡化布線（幾乎可以減重80公斤）。”

Carlson表示，一些車廠可能很快就會進入zonal。其他公司則可能是domain和zonal的混合架構(gòu)。而NXP希望迎合OEM的需求，無論他們發(fā)展到什么架構(gòu)。

正如Carilson解釋的那樣，實時應(yīng)用會分布在整個車輛上。他說，S32Z和S32E的優(yōu)勢是“在車輛的多個地方都可以部署”。

邁向5nm

NXP此前制定了一項很有野心的計劃，計劃將其汽車處理器推進到5nm制程。這讓許多人都感到震驚，因為大多數(shù)汽車MCU仍在傳統(tǒng)節(jié)點上。

該計劃似乎正在按計劃穩(wěn)步推進。上個月在Computex 2022的主題演講中，NXP的CEO Kurt Sievers展示了基于TSMC 5nm的符合ASIL D標(biāo)準(zhǔn)的“測試芯片”。但剛剛發(fā)布的S32E和S32Z仍然是16nm。5nm芯片何時會推出？

Carlson解釋說：“我們已經(jīng)在著手設(shè)計生產(chǎn)5nm芯片了。我們展示的是我們真有的東西，在這上我們可以實際運行功能應(yīng)用。當(dāng)然還不包括所有的東西。”5nm芯片的軟件尚未準(zhǔn)備好，仍在逐步完善中。

關(guān)于哪種S32處理器會開始采用5nm，NXP并沒有給出確切的說法。

Core-to-pin的硬件隔離

S32E和S32Z中最顯著的特點是NXP描述的“core-to-pin”的硬隔離。據(jù)NXP稱，這種方法對于希望在一個新的處理器上結(jié)合不同的ECU功能（目前在獨立的ECU盒子中執(zhí)行）的車廠來說是至關(guān)重要的。

Carlson解釋說，從處理器一直到芯片的管腳，I/O、task、功能和控制都可以在硬件中完全虛擬化。

其他芯片公司提供虛擬化、軟件hypervisor或硬件輔助hypervisor。Carlson強調(diào)說：“我們提供完整的芯片虛擬化，它們是相互隔離的，看起來就像之前的盒子。”

S32Z和S32E都具有“處理器core-to-pin”的硬件虛擬化能力，允許“多個實時應(yīng)用可以同時在設(shè)備上開發(fā)和運行”。

Carlson說，這種硬件虛擬化為處理器任務(wù)分配了相關(guān)的內(nèi)存、外圍設(shè)備、內(nèi)存帶寬和設(shè)備（I/O）管腳。沒有其他處理器任務(wù)可以干擾。任務(wù)就像它們在獨立的ECU中一樣，作為單獨的、孤立的功能出現(xiàn)。

對于希望在同一芯片上集成多個Tier 1應(yīng)用的OEM來說，這是一個大問題。在S32Z或S32E設(shè)備上，來自這些Tier 1的不同應(yīng)用不會影響其他應(yīng)用的運行。

在上周的Embedded World活動上，NXP展示了運行8個不同任務(wù)的情況，在其中一個任務(wù)中注入錯誤，但其它任務(wù)卻沒有受到任何影響。

未來的計劃

當(dāng)年Qualcomm收購NXP的嘗試失敗后，NXP看起來在新興的中央計算之爭中毫無準(zhǔn)備，也沒有合作伙伴。這是因為NXP可能一直指望Qualcomm會分享AI和ML方面的能力。

盡管全自動駕駛車輛尚未量產(chǎn)，但已經(jīng)有行業(yè)人士就開始認為，Nvidia、Qualcomm和Intel/Mobileye已經(jīng)贏得了AV/ADAS市場。當(dāng)然，也有不同觀點，認為在贏家出現(xiàn)之前還有很長的路要走。

NXP認為下一代汽車架構(gòu)的持續(xù)迭代是一個積極的信號。

隨著OEM努力減少ECU的數(shù)量，需要一種解決方案，使不同供應(yīng)商（Tier 1、集成合作伙伴）的軟件能夠很好地運行在同一設(shè)備中。在這里，NXP看到了推動core-to-pin的機會。

Carlson說：“OEM希望由各方開發(fā)的軟件能在同一個設(shè)備上運行。但你會怎么做呢？你能協(xié)調(diào)他們一起工作嗎？不難想象，這些應(yīng)用為爭奪資源會相互廝殺。”

但通過core-to-pin的硬隔離，NXP希望能夠提供和平共處的方法。