Socionext以高性能平台化SoC重塑出行方式

12月22日-23日,在中国集成电路设计业2021年会暨无锡集成电路产业创新发展高峰论坛(ICCAD 2021)上,Socionext中国总经理杨宜博士受邀发表了《重塑人们出行方式的硅基平台》的主题演讲,详细为大家介绍了Socionext在网络应用领域的核心IP、大规模SoC的设计能力和经验,面对当前炙手可热的新兴电动智能车行业的发展,作为一家核心芯片供应商,希望凭借Socionext成熟的车规级硅基平台能力来赋能这个正在重塑人们出行方式的行业。

图:Socionext中国总经理杨宜博士发表演讲(一)

汽车的发展史是人们出行和生活方式的变革史

科技的不断创新突破,持续推动汽车产业的不断迭代、进化、升级;而汽车产业又推动城市、社会、能源等各行各业、以及人们出行与生活方式等方方面面的深刻变革。智能化浪潮已经点燃了汽车行业及人们出行方式的第三次革命。

汽车行业正在从传统汽车时代向自动驾驶时代演进,汽车的电动化、智能化和网联化等技术正在迅速的落地和部署。政府和资本也深度参与其中。一定程度上,二者对自动驾驶发展起到了助推作用。

图:Socionext中国总经理杨宜博士发表演讲(二)

智能化浪潮已经点燃了汽车行业及人们出行方式的第三次革命

汽车行业正在从传统汽车时代向自动驾驶时代演进,汽车的电动化、智能化和网联化等技术正在迅速的落地和部署。政府和资本也深度参与其中。一定程度上,二者对自动驾驶发展起到了助推作用。

图:汽车自动驾驶分级:L1~L5

汽车工业的发展趋势:E/E体系结构的转变

汽车电子电气架构(E/E)正在从分布式ECU的架构往分域计算以及将来的集中式计算的方向演进。更人性化的座舱体验和数量更多、精度更高的传感器,以及更大带宽的通信需求,需要有计算能力更强的算力芯片来承载。这对车内的算力平台和SOC的集成度提出了更高的要求。由此可见,计算SoC平台成为AD/ADAS和智能座舱的核心。

图:汽车电子电气架构(E/E)的演进过程

第一个变化是E/E体系结构的转变

在传统的分布式体系结构中,不存在E/E体系结构的概念,系统由数百个需要单独优化的ECU进行维护。但是,随着汽车控制变得越来越数字化,ECU的互连也越来越多,采用了域型体系结构来概述和定义整个系统。

域型体系结构允许在域内进行有效的数据传输并减少线束,但由于它可能分散在车辆的不同区域,因此采用了分区型体系结构以实现更高效的体系结构。在区域型体系结构中,每个区域包含一个称为区域控制器(或区域网关)的部分,该部分控制数据通信,高负载过程和整个系统控制整合在中央车辆计算机中。

随着E/E体系结构的这些转变,对更高性能半导体SoC的要求越来越高,其中车载计算机要求CPU性能超过100kDMIPS,认知性能超过100TOPS。

图:E/E体系结构的转变

Socionext的目标汽车细分市场(MS)主要包括传感边缘、驾驶舱HMI和汽车计算。传感边缘是检测汽车外部状态的传感系统,Socionext专注于激光雷达领域。驾驶舱HMI是人机交互界面其中的汽车显示系统,Socionext专注于显示控制器。汽车计算是自动驾驶/ADAS域型体系结构和分区体系结构系统,Socionext专注于环绕视图监控和分区/HP计算。

图:Socionext在汽车领域的目标市场和细分市场

除了在汽车市场20多年的经验外,Socionext在系统开发方面拥有丰富多样的技术诀窍,如低功耗、大规模、高速和高性能设计,涉足领域包括:消费、网络、数据中心和工业市场。为了适应CASE时代的变化,Socionext有能力将采用旧工艺技术的现有汽车SoC开发模式演变为以汽车SoC为旗舰、使用先进工艺技术的新模式。

图:杨宜博士讲解Socionext在汽车领域的优势

其次,是Socionext的SoC设计技术

在需要高级SoC的5G、数据中心和汽车市场中,由于所需规格(如计算和网络)的增加,SoC架构已更改为类似的架构配置。Socionext作为一家独立的半导体公司,对市场应用有着更广阔的视野,可以利用自身优势而不是垂直集成模型中特定产品所需的半导体部件,提供更具竞争力的SoC。此外,通过灵活的IP阵容,包括来自其他公司的IP,可以迅速响应客户需求,并使用基本SoC架构技术开发灵活的ASIC。

凭借丰富的SoC设计经验,Soiconext可以为汽车市场提供极具竞争力的SoC。

图:Socionext SoC设计技术

Socionext先进工艺倡议:传统上,为了确保汽车质量,通常使用落后一代的工艺技术开发汽车半导体。近年来,由于电动汽车和E/E体系结构的变化,在需要计算资源的汽车领域,能够实现大规模、高性能和低功耗的先进工艺是必不可少的,并且在需要其他先进工艺的同时,市场也有需求。这一趋势在AD/ADAS领域是显著的,尽管Socionext目前正在开发5nm的SoC,但未来需要先进的3nm工艺开发。

图:引领全球汽车市场的Socionext先进工艺技术

图:Socionext汽车产品技术

Socionext的先进技术可分为三类:首先是硬件技术,Socionext提供SoC架构、系统集成和IP技术,以开发ASIC中的Spec。第二是软件技术,Socionext有从低级到高级的软件工程师和技术。最后是汽车级质量保证,Socionext团队丰富的开发经验支持产品符合ISO26262/ISO21434功能安全体系。

通过这三个要素,Socionext可以使用具有汽车级质量的硬件和软件技术提供SoC解决方案。Socionext为SoC解决方案提供具有汽车级质量的硬件和软件技术,以满足客户需求。

图:Socionext的先进技术

Socionext通过以下环节确保了汽车的更高质量和可靠性:

设计策略(DFM/DFT)

测试策略

可靠性试验(AEC-Q100)

生产过程控制(汽车服务包)

功能安全体系(ISO26262)

文件(PPAP)

客户投诉(8D报告)

图:Socionext定制化汽车SoC

Socionext可用于定制SoC的IP能够有效地将这些IP与第三方的IP结合起来,以提供针对客户需求的系统优化的解决方案。

OMNIVIEW是一个用于环绕视图监控系统的软件库,该系统是一种合成多个摄像头图像并从自由视点显示的技术。

对于2D图形IP,Socionext正在准备2D-BLT处理功能、抖动/杂波等显示功能和视频捕获功能,以控制摄像头视频输入,作为显示控制器的IP。

ISP+AIIP是一种高精度的图像识别IP,使用ISP IP和AI引擎,精确地再现图像,以便根据监控和检测等要求实现最佳性能。这是未来人工智能引擎中实现图像高识别性能的技术。

高性能、高精度模拟IP是一种高度可靠的IP,在ADC/DAC中实现了硅演示和大规模量产。

对于低功耗技术,我们拥有抑制和控制时钟、电源控制、标准单元和SRAM等元件功耗的技术。

图:业内领先的IP相关技术

在演讲的最后,杨宜博士总结,汽车市场的增长,特别是ASIC市场的增长,为Socionext提供了可持续发展的绝佳机会。Socionext凭借强大的前端专业知识、精湛的7nm/5nm设计实施技能、先进的车内IP为客户提供高品质高性能的定制化SoC平台。此外,拥有汽车领域的广泛知识,尤其是功能安全方面的知识,使Socionext在自主领域处于领先;此外,丰富的合作伙伴生态系统使Socionext能够与IP合作伙伴一起扩大市场规模,加快上市时间。

图:Socionext的主要汽车市场