汽车域控制器架构和OTA的心脏(2)

1年前浏览604

32G的低延迟通信引擎 (LLCE) 主要负责CAN、LIN 和FlexRay的通讯。LLCE 在校验和认证帧的过程中offload 主核的负载，并可基于片上的硬件安全模块 (HSE)处理帧的加密、解密过程。固件通过AUTOSAR MCAL （MCU抽象层，直接驱动硬件，需MCU厂家提供支持）集成到 AUTOSAR 通信堆栈中，NXP提供CAN_LLCE、LIN_LLCE和FR_LLCE的驱动程序。用于LLCE的AUTOSAR驱动程序与标准通信的CAN/LIN/FR驱动程序并行运行。NXP LLCE 固件支持用户创建的高级扩展。

数据包转发引擎(PFE)，PFE可大幅降低主机内核对以太网数据包的处理负载，比通过纯软件的处理方式具有更高的性能和更低的功耗。PFE具有2 Gbit/s的数据包转发速度且几乎不会对主机内核带去负载。

上图为瑞萨S4的系统架构图，基本也是下一代汽车的电子架构图。

上图为瑞萨设想的终极汽车电子架构即Zonal架构，瑞萨称之为汽车服务器架构，所有的运算都集中在中央服务器，通常有两个计算单元，一个是针对智能驾驶的，一个是针对Infotainment的，类似于目前服务器的概念，所有的应用通过超过1Gbps的以太网传输给服务器，服务器完成所有运算再将结果反馈给底盘或Infotainment的MCU。R-CAR S4是瑞萨最新的网关芯片，已获得本田量产车使用，以日系抱团的习惯，日系车会全面采用S4。S4于2022年2季度正式量产。

上图为瑞萨S4的内部框架图，这是今年才量产的新产品，比S32G2系列要晚大约两年推出。S4性能显然更强，S4内含4个Cortex-A55内核，基准频率1.2GHz，最高运行频率2.5GHz，最高算力约27KDMIPS，是ARM于2012年10月推出的A53内核的升级产品。A53的算力是2.3DMIPS/MHz，A55是2.7DMIPS/MHz。算力方面S4相对S32有压倒优势，S32G274A的CPU算力大约9.2KDMIPS，不过按基准频率，S4大约是12.9KDMIPS，差距不算大。实时系统运算核是ARM的R系列旗舰R52，相对于M系列，R系列算力强很多，瑞萨只用了1个R52内核，运行频率1.0GHz，算力高达5300DMIPS。比3个运行频率400MHz的M7核算力还要高。MCU系统用了两个瑞萨的G4MH核，也就是RH850的内核。

外围方面，S4更强大，具备两个PCIe4.0接口，S32G2是3.0版。以太网方面，S4最高支持2.5Gbps的接口有三个，S32G2是1个。S4也有对老旧的EAVB的支持。支持16路CAN-FD，S32G2是4路。LPDDR也是4代，频率达3200MHz，也支持UFS。

瑞萨S4中大量复用了RH850和R-CAR V3的IP，合计IP复用达88%，这大大减少了老客户的工作量，牢牢绑定日系老客户。对新客户来说则没什么诱惑力。

瑞萨不再用网关的概念而是汽车计算服务器系统，上图就是瑞萨的汽车计算服务器系统架构，以太网交换机和物理层都不是瑞萨的强项，需要第三方支持。瑞萨也推荐Marvell的88Q2112，这是802.3bp标准的千兆车载以太网物理层芯片的最常见型号，也差不多是唯一可选择的型号。两路2.5Gbps显然是支持两个服务器计算单元，另外一路2.5Gbps是智能驾驶传感器网络的骨干网。