Autoista on tulossa yhä enemmän ohjelmallisesti määriteltyjä, jopa softa-autoja. Arvioiden mukaan jopa 50 prosenttia uuden auton hinnasta muodostuu ohjelmistokehityksestä vuonna 2030. Nyt NXP on esitellyt ensimmäiset sirunsa, joihin tulevien ”softa-autojen” keskitetty datanprosessointi perustuu. S3255-piiri on uuden S32 CoreRide-alustan ensimmäinen toteutus.
CoreRide-alusta yhdistää NXP:n S32-ajoneuvoprosessorit, verkottamisen, järjestelmän virranhallinnan ja käyttövalmiit ohjelmistot yrityksen laajasta ohjelmistokumppanien ekosysteemistä. Softa-autojen nousu lupaa paljon, mutta tuo kehittäjille myös haasteita. Ohjelmistopohjainen lähestymistapa on välttämätön, sillä eri mallien variointi pelkillä laitteistolla on tullut epäkäytännölliseksi ylläpitää. Tulevaisuuden ajoneuvot ovat laitteistolaan standardeja ja ominaisuuksia varioidaan pääasiassa softalla.
Autonvalmistajilla on ollut vaikeuksia siirtää toimintoja perinteisestä hajautetusta ECU-arkkitehtuurista keskitettyyn prosessointiin. Tämä perustuu pitkälti ohjelmistojen ja arkkitehtuurien epäjohdonmukaisuuksiin. Tätä prosessia NXP helpottaa uudella S32N55-prosessorilla.
NXP:n mukaan S32N55-prosessori loistaa turvallisessa, keskitetyssä, reaaliajassa ajoneuvon ohjauksessa, joka vaatii korkean suorituskyvyn, determinististä laskentaa, joka tukee korkeinta toiminnallista turvallisuutta. Ohjelmistomääritellyn, laitteistopohjaisen eristyksen ansiosta se voi isännöidä kymmeniä ajoneuvon toimintoja eri kriittisillä tasoilla, samalla kun ne eivät häiritse toisiaan.
Tähän asti ajoneuvon keskeiset toiminnot on toteutettu erillisinä elektronisina ohjausyksiköinä (ECU), joista jokaisella on oma mikro-ohjain ja johdotus. Ajoneuvon toiminnot voidaan nyt turvallisesti yhdistää S32N55-prosessoriin, jossa on useita eristettyjä suoritusympäristöjä.
Tämä "superintegrointi" mahdollistaa autonvalmistajien alentaa ECU-laitteistokustannuksia merkittävästi. Kun ECU-yksiköitä on vähemmän ja johdotuksia tarvitaan vähemmän, tämä vähentää valmistuksen monimutkaisuutta ja säästää autonvalmistajien aikaa.
S32N55:n laitteiston eristys- ja virtualisointiteknologioiden avulla sen resurssit voidaan jakaa dynaamisesti mukautumaan ajan myötä käytettäväksi optimaalisella tavalla ajoneuvon kehittyvien toimintotarpeiden täyttämiseksi. Ajoneuvon toimintojen laitteistopohjaisen eristyksen ansiosta niitä voidaan hallita itsenäisesti, mukaan lukien viankäsittely ja nollaus. Yksittäisiä ”softa-ECUja” voidaan päivittää erikseen turvallisesti OTA-päivityksin.
S32N55-prosessorilla on 16 Arm Cortex-R52 -prosessoriydintä, jotka toimivat 1,2 GHz:n taajuudella reaaliaikaista laskentaa varten. Ytimet voivat toimia tukea erilaisia toiminnallisia turvallisuustasoja ISO 26262 ASIL D:hen asti. Kaksi Cortex-M7 -ydinparia hoitaa järjestelmän ohjausta ja viestintää. Tiiviisti kytketty integroitu muisti ja 48 megatavua järjestelmän SRAM-muistia mahdollistavat nopean suorituskyvyn alhaisella viiveellä. Palomuurilla varustettu Hardware Security Engine tarjoaa luottamuksen juuren suojattuun käynnistykseen, tietoturvapalveluihin ja avainten hallintaan.
Piirillä on myös integroitu Ethernet-kytkin, joka tukee reaaliaikaista TSN-ohjausta (Time-Sensitive Networking) 2,5 gigabitin sekuntinopeudella. CAN-keskittimeen voidaan liittää 24 CAN FD- väylää. Lisäksi piirillä on PCI Express Gen 4 -liitäntä.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
