Voertuignetwerkprocessor biedt multifunctionele mogelijkheden

LAS VEGAS - De S32G van NXP Semiconductors is "een versie met één chip" van twee processors - een microprocessor voor auto's en een processor voor een bedrijfsnetwerk - gecombineerd, zei Ray Cornyn, vice-president en algemeen directeur van Vehicle Dynamics Products. De S32G fungeert als gateway-processor voor aangesloten voertuigen, omdat hij netwerkmogelijkheden op bedrijfsniveau biedt. Het maakt ook de nieuwste data-intensieve ADAS-toepassingen mogelijk en biedt voertuigen veilige communicatiemogelijkheden, legde hij uit.

Wat NXP S32G inhoudt (Bron:NXP Semiconductors)

Een nadere blik in de S32G onthult een OEM-verlanglijstje voor auto's van de volgende generatie in 2021 en daarna.

Tot de wensen behoren:over-the-air software-updates - à la Tesla - om voertuigen "software-upgradebaar" te maken, een verschuiving naar nieuwe domeingebaseerde voertuigarchitecturen (dwz consolidatie van ECU's), versterkte beveiligingsfuncties (inclusief inbraak detectie/bewaking), het vermogen van het voertuig om gegevens aan de rand te analyseren zonder constant afhankelijk te zijn van de cloud, en verbeterde veiligheid naar ASIL D.

In 'verbonden voertuigen' zoeken auto-OEM's naar nieuwe zakelijke kansen, waaronder abonnementsmodellen en op gebruik gebaseerde verzekeringen.

"Het is een wereldwijde trend onder auto-OEM's om al deze nieuwe zakelijke kansen en mogelijkheden naar voertuigen van de volgende generatie te brengen", zegt Brian Carlson, directeur productlijnbeheer voor voertuignetwerkprocessors bij NXP.

Als een auto die via software kan worden geüpgraded het doel van de auto-industrie is, lijkt de S32G ontworpen om auto-OEM's een stap dichterbij te brengen.

Phil Magney, oprichter en directeur van VSI Labs, merkte op dat S32G "is ontworpen om te dienen als de toegangspoort tot gecentraliseerde domeinverwerking, de ondersteunende architectuur van de softwaregedefinieerde auto. Bovendien moeten nieuwe voertuigarchitecturen enorme hoeveelheden gegevens ondersteunen via meerdere interfaces.”

Hij merkte op:"Tot nu toe was netwerken een beetje een bijzaak. Maar in werkelijkheid is het behoorlijk kritisch omdat er zoveel gegevens door het voertuig bewegen. De S32G kan alle loodgieterswerk en bijbehorende beveiligings-, timing- en veiligheidsvereisten aan.” Hij voegde eraan toe dat er veel netwerkcontrollers zijn ontworpen door grote chipleveranciers en Tier Ones. Maar onder bestaande netwerkprocessors:"Ik heb niets gezien dat alles in één chip samenvoegt zoals de S32G."

De nieuwe processor is al aan het testen en auto-OEM's testen momenteel S32G, zei Carlson. Om de aantrekkingskracht van S32G onder belangrijke autospelers te demonstreren, deelde NXP in zijn persbericht een citaat van Bernhard Augustin, Audi's directeur van ECU Development Autonomous Driving:"We vonden de unieke combinatie van netwerk-, prestatie- en veiligheidskenmerken van de S32G processor die ideaal is voor gebruik in onze ADAS-domeincontroller van de volgende generatie.”

S32-familie van processors

S32G maakt deel uit van de S32-processorfamilie van NXP, gebaseerd op een uniforme architectuur van krachtige MCU's, MPU's, applicatiespecifieke versnelling en interfaces.

De S32-familie, ontworpen om schaalbaar te zijn, stelt ontwikkelaars in staat om software te creëren in een uniforme omgeving over applicatieplatforms.

Het doel is om ontwikkelaars hun dure R&D-werk te laten hergebruiken, waardoor de time-to-market wordt verkort, aangezien de auto-industrie de komende jaren te maken krijgt met snelle veranderingen in voertuigarchitecturen.

NXP merkte op dat het platform "autokwaliteit, betrouwbaarheid en ASIL D-prestaties handhaaft in meerdere toepassingsruimten in voertuigen."

Verwerker van voertuignetwerk

Eerst en vooral biedt de S32G een ongekend niveau van netwerk- en verwerkingsmogelijkheden.

De S32G-processor, die in het onderstaande blokdiagram wordt weergegeven, bevat vergrendelstap Arm Cortex M7-microcontrollerkernen en een primeur in de branche om clusters van Arm Cortex-A53-toepassingskernen te vergrendelen.

Naarmate de hoeveelheid gegevens die in een voertuig wordt verzameld en vervoerd exponentieel groeit, wordt het vermogen van de processor om autonetwerken en Ethernet-pakketten te versnellen steeds belangrijker, legt Carlson uit.

Het is één ding om het vermogen van een netwerkprocessor om grote gegevens te verwerken aan te prijzen. Maar het is een heel ander verhaal als de chip de gegevensverwerking daadwerkelijk kan versnellen. Zonder versnelling kan het voertuignetwerk gemakkelijk vastlopen, zei Carlson, waardoor het voor het nieuwe voertuig onmogelijk wordt om kritieke diensten te bieden met de deterministische netwerkprestaties die worden gevraagd door auto-OEM's.

S32G-processors zijn ontworpen om transportlagen te ontlasten, zodat de communicatie-engine een lage latentie kan bereiken, merkte hij op. S32G beschikt over "netwerkversnellingsblokken" die zijn ontworpen voor auto- en Ethernet-netwerken.

Inbegrepen in de S32G-netwerkfuncties zijn 20× CAN/CAN FD-interfaces, 4× Gigabit Ethernet-interfaces en een PCI Express Gen 3-interface.

Ter vergelijking merkte Magney op dat Tesla "zes CAN-kanalen, vier Ethernet-kanalen en acht seriële lijnen voor de camera's ondersteunt." Ze noemde Tesla "een proxy voor toekomstige voertuigarchitecturen", zei Magney, "Het is niet verrassend dat NXP Ethernet- en CAN-controllers aan Tesla levert."

Andere belangrijke functies die in de S32G zijn geïntegreerd, zijn beveiliging en veiligheid.

De S32G bevat, net als alle andere S32-platformprocessors, hoogwaardige hardwarebeveiligingsversnelling, samen met PKI-ondersteuning (Public Key Infrastructure) voor vertrouwd sleutelbeheer, mogelijk gemaakt door de Hardware Security Engine (HSE). De HSE met firewall is de basis van vertrouwen die veilig opstarten ondersteunt, systeembeveiligingsservices biedt en bescherming biedt tegen zijkanaalaanvallen.

Wat de veiligheid betreft, bieden S32G-processors volledige ASIL D-mogelijkheden, waaronder lock-step Arm Cortex M7-microcontrollerkernen en een primeur in de branche om clusters van Arm Cortex-A53-toepassingskernen te vergrendelen, waardoor nieuwe niveaus van veiligheidsprestaties met hoogwaardige besturingssystemen en ondersteuning voor groter geheugen.

Veelzijdigheid van S32G

Carlson van NXP maakte duidelijk dat de schoonheid van de S32G in zijn veelzijdigheid ligt. De S32G kan op veel verschillende plaatsen in een voertuig worden gebruikt, van een gate-processor tot een domeincontroller en ADAS-veiligheidsprocessors.

Waar in een voertuig kan S32G worden gebruikt (Bron:NXP)

Magney van VSI Labs merkte op:"De S32G lijkt complementair aan veel van de AV- of ADAS-domeincontrollers omdat hij een handvol chips consolideert in één." Hij voegde eraan toe:“Anders zou de functionaliteit van de S32G verspreid zijn over meerdere transceivers en controllers om al het dataverkeer af te handelen. De S32G bevat ook alle kritieke timing-elementen, geheugen, beveiliging en netwerkversnellers die nodig zijn om alle gegevens die in het voertuig worden doorgegeven te ondersteunen.”