Renesas udvikler teknologier til bilkommunikationsgateway SoC'er

Renesas udvikler teknologier til bilkommunikationsgateway SoC'er

Tidsstempel: 28. februar 2023 kl. 2:52
Kildeknude: 1984396

Renesas Electronics Corporation, en leverandør af avancerede halvlederløsninger, har annonceret, at de har udviklet fire teknologier til system-on-chip (SoC)-enheder til kommunikationsgateways i køretøjer. Disse SoC'er forventes at spille en afgørende rolle i definitionen af ​​næste generations elektriske/elektroniske (E/E) arkitektur i bilsystemer.

SoC'er til automotive gateways skal give både høj ydeevne for at implementere nye applikationer såsom cloud-tjenester og lavt strømforbrug, når de ikke er i brug. De skal også levere hurtig CAN-respons for at understøtte øjeblikkelig opstart. Derudover skal disse SoC'er levere strømeffektiv kommunikationsteknologi, der muliggør netværksfunktioner som en gateway, der bruger begrænset strøm og sikkerhedsteknologi for at muliggøre sikker kommunikation uden for køretøjet. For at imødekomme disse krav har Renesas udviklet (1) en arkitektur, der dynamisk ændrer kredsløbsdriftstimingen, så den matcher køretøjsforholdene med optimeret ydeevne og strømforbrug, (2) hurtig opstartsteknologi ved kun at opdele og drive essentielle programmer, (3 ) en netværksaccelerator, der opnår en strømeffektivitet på 10 gigabit pr. sekund/watt (Gbps/W), og (4) sikkerhedsteknologi, der forhindrer kommunikationsinterferens ved at genkende og beskytte vital kommunikation i køretøjet relateret til køretøjskontrol.

Renesas annoncerede disse resultater ved International Solid-State Circuits Conference 2023 (ISSCC 2023), 19. – 23. februar i San Francisco, Californien.

Detaljer om de nye teknologier omfatter:

1. Arkitektur, der optimerer behandlingsydelse og strømforbrug afhængigt af køretøjets forhold

Kommunikationsgateway-SoC'er skal levere en behandlingsydelse, der overstiger 30,000 Dhrystone millioner instruktioner pr. sekund (DMIPS), når de kører, samtidig med at standby-strømforbruget holdes på 2 mW eller mindre for at opretholde batteriets levetid. Typisk har højtydende SoC'er også et højt strømforbrug i standby-tilstand, mens lav-strøm SoC'er med lavt standby-strømforbrug har problemer med ydeevnen. For at løse denne afvejning kombinerede Renesas i en enkelt chip et højtydende applikationssystem og et kontrolsystem optimeret til ultralavt standby-strømforbrug. Den nye arkitektur styrer strømforsyningerne til disse to undersystemer og ændrer timingen af ​​kredsløbsdriften for at opnå en optimal balance mellem ydeevne og strømeffektivitet. Dette resulterer i højere ydeevne under drift og lavere strømforbrug under standby.

2. Hurtig opstartsteknologi med ekstern flashhukommelse, der opnår samme hurtige hastighed som indlejret flashhukommelse

Da kommunikationsgateway-SoC'er styrer behandling af kritiske funktioner relateret til køretøjskontrol, skal de være i stand til at reagere på CAN inden for 50 millisekunder (ms.) efter opstart. Men hvis SoC'en bruger en proces, der ikke understøtter indlejret flashhukommelse, skal opstartsprogrammet krypteres og lagres i ekstern flashhukommelse. Det betyder, at det tager ekstra tid at indlæse programdata og dekryptere dem. For at løse dette problem udviklede Renesas teknologi, der opdeler programmet i sektioner og indledningsvis kun indlæser og dekrypterer en væsentlig del til opstart, mens man fortsætter med at indlæse resten af ​​programmet parallelt. Dette muliggør en hurtig reaktion på CAN (50ms eller mindre), selv når der bruges ekstern flashhukommelse.

3. Meget effektiv netværksaccelerator med 10 Gbps/W kommunikationseffektivitet

For at tillade luftkøling og varmeafledning til elektroniske kontrolenheder (ECU'er), skal kommunikationsgateway SoC'er holde strømforbruget på 7 watt eller mindre. Da databehandlingsydelse på 30,000 DMIPS eller højere kræver cirka 6 watt strøm, kan kun omkring 1 watt bruges til netværksbehandling. Dette udgør en udfordring, da den samlede kommunikation på 10 Gbps skal opnås ved brug af 1 watt strøm, med en behandlingseffektivitet på kun omkring 3 Gbps/W, når den behandles af CPU'en. For at omgå dette problem overførte Renesas behandling fra CPU'en til en tilpasset netværksaccelerator, hvilket opnåede højere effektivitet ved 9.4 Gbps/W. Derudover øgede Renesas effektiviteten til 11.5 Gbps/W ved at skifte routingmetoden fra en konventionel TCAM-tilgang til en hash-tabel i SRAM.

4. Sikkerhedsteknologi til at forhindre interferens med kommunikation, der kræver høj pålidelighed

En kommunikationsgateway SoC udfører et blandet sæt opgaver såsom databehandling relateret til køretøjskontrol, der kræver et højt niveau af pålidelighed, og store mængder tilfældig datakommunikation med cloud-tjenester og andre. Da køretøjskontrol er afgørende for at sikre sikkerheden, er beskyttelse og adskillelse af missionskritiske data vigtig. Men på trods af forskellene i datatyper transmitteres alle data gennem det samme netværk i køretøjet, hvilket fører til fysiske kryds og rejser sikkerhedsproblemer. For at løse denne udfordring udviklede Renesas sikkerhedsteknologi, der analyserer indgående pakker til SoC. Det bestemmer, om de indeholder væsentlige data eller ej, og tildeler dem til forskellige veje og kontrolfunktioner i netværksacceleratoren. Dette forhindrer interferens med data, der kræver høj pålidelighed, og sikrer datakommunikation i køretøjet mod en række sikkerhedstrusler.

Disse fire teknologier er blevet indarbejdet i Renesas' R-Car S4 køretøjskommunikationsgateway SoC. Med den nyeste R-Car S4 kan udviklere accelerere fremskridt inden for E/E-arkitekturer, implementere sikker forbindelse med cloud-tjenester og sikre sikker og pålidelig kontrol af køretøjer på samme tid.

Kommenter denne artikel nedenfor eller via Twitter: @IoTNow_OR @jcIoTnow

Tidsstempel:

Mere fra IoT nu