Renesas מפתחת טכנולוגיות ל-SoCs לשער תקשורת לרכב

Renesas מפתחת טכנולוגיות ל-SoCs לשער תקשורת לרכב

חותמת זמן: 28 בפברואר 2023 2:52
צומת המקור: 1984396

תאגיד אלקטרוניקה רנסס, ספקית של פתרונות מוליכים למחצה מתקדמים, הודיעה כי פיתחה ארבע טכנולוגיות להתקני מערכת-על-שבב (SoC) לשערי תקשורת בתוך רכב. SoCs אלה צפויים למלא תפקיד מכריע בהגדרת הדור הבא של ארכיטקטורת החשמל/אלקטרונית (E/E) במערכות רכב.

SoCs לשערים לרכב חייבים לספק גם ביצועים גבוהים ליישום יישומים חדשים כגון שירותי ענן, וגם צריכת חשמל נמוכה כאשר הם אינם בשימוש. הם גם צריכים לספק תגובת CAN מהירה כדי לתמוך בהפעלה מיידית. בנוסף, ה-SoCs הללו צריכים לספק טכנולוגיית תקשורת חסכונית המאפשרת פונקציות רשת כשער באמצעות כוח מוגבל ואבטחה כדי לאפשר תקשורת בטוחה מחוץ לרכב. כדי לעמוד בדרישות אלו, Renesas פיתחה (1) ארכיטקטורה המשנה באופן דינמי את תזמון פעולת המעגל כך שיתאים לתנאי הרכב עם ביצועים וצריכת חשמל מיטביים, (2) טכנולוגיית התנעה מהירה על ידי חלוקה והפעלה של תוכניות חיוניות בלבד, (3 ) מאיץ רשת המשיג יעילות הספק של 10 גיגה-ביט לשנייה/וואט (Gbps/W), ו- (4) טכנולוגיית אבטחה המונעת הפרעות תקשורת על ידי זיהוי והגנה על תקשורת חיונית בתוך הרכב הקשורה לשליטה ברכב.

רנסאס הכריזה על הישגים אלה בוועידת המעגלים הבינלאומיים של מצב מוצק 2023 (ISSCC 2023), 19 - 23 בפברואר בסן פרנסיסקו, קליפורניה.

פרטים על הטכנולוגיות החדשות כוללים:

1. ארכיטקטורה המייעלת את ביצועי העיבוד וצריכת החשמל בהתאם לתנאי הרכב

SoCs של שער תקשורת צריכים לספק ביצועי עיבוד העולה על 30,000 מיליון הוראות Dhrystone לשנייה (DMIPS) בזמן הפעלה, תוך שמירה על צריכת החשמל בהמתנה ל-2 mW או פחות כדי לשמור על חיי הסוללה. בדרך כלל, ל-SoCs בעלי ביצועים גבוהים יש גם צריכת חשמל גבוהה במצב המתנה, בעוד ש-SoCs בעלי הספק נמוך עם צריכת חשמל קטנה בהמתנה יש בעיות ביצועים. כדי לפתור את הפשרה הזו, Renesas שילבה בשבב אחד מערכת יישום בעלת ביצועים גבוהים ומערכת בקרה אופטימלית לצריכת חשמל בהמתנה נמוכה במיוחד. הארכיטקטורה החדשה שולטת באספקת הכוח של שתי תת-מערכות אלו ומשנה את תזמון פעולת המעגל כדי להשיג איזון אופטימלי בין ביצועים ויעילות הספק. זה מביא לביצועים גבוהים יותר במהלך הפעולה וצריכת חשמל נמוכה יותר בזמן המתנה.

2. טכנולוגיית הפעלה מהירה עם זיכרון פלאש חיצוני המשיגה את אותה מהירות מהירה כמו זיכרון פלאש משובץ

מכיוון ש-SoCs של שער תקשורת מנהלים עיבוד של פונקציות קריטיות הקשורות לבקרת רכב, הם חייבים להיות מסוגלים להגיב ל-CAN תוך 50 אלפיות שניות (שניות) מרגע ההפעלה. עם זאת, אם ה-SoC משתמש בתהליך שאינו תומך בזיכרון פלאש משובץ, תוכנית ההפעלה חייבת להיות מוצפנת ומאוחסנת בזיכרון פלאש חיצוני. המשמעות היא שלוקח זמן נוסף לטעון נתוני תוכנית ולפענח אותם. כדי לפתור בעיה זו, פיתחה Renesas טכנולוגיה המפצלת את התוכנית למקטעים ובתחילה טוענת ומפענחת רק חלק חיוני להפעלה, תוך המשך טעינת שאר התוכנית במקביל. זה מאפשר תגובה מהירה ל-CAN (50ms או פחות), גם בעת שימוש בזיכרון פלאש חיצוני.

3. מאיץ רשת יעיל במיוחד עם יעילות תקשורת של 10 Gbps/W

כדי לאפשר קירור אוויר ופיזור חום עבור יחידות בקרה אלקטרוניות (ECUs), SoCs של שער תקשורת חייבים לשמור על צריכת החשמל ל-7 וואט או פחות. מכיוון שביצועי עיבוד מחשוב של 30,000 DMIPS ומעלה דורשים כ-6 וואט של הספק, ניתן להשתמש רק בסביבות וואט אחד לעיבוד רשת. זה מהווה אתגר שכן התקשורת הכוללת של 1 Gbps חייבת להיות מושגת באמצעות 10 וואט של הספק, עם יעילות עיבוד של רק בסביבות 1Gbps/W בעיבוד על ידי המעבד. כדי לעקוף בעיה זו, Renesas הורידה עיבוד מהמעבד למאיץ רשת מותאם אישית, והשיגה יעילות גבוהה יותר ב-3 Gbps/W. בנוסף, Renesas העלתה את היעילות ל-9.4 Gbps/W על ידי החלפת שיטת הניתוב מגישת TCAM קונבנציונלית לטבלת hash ב-SRAM.

4. טכנולוגיית אבטחה למניעת הפרעות בתקשורת הדורשת אמינות גבוהה

שער תקשורת SoC מבצע קבוצה מעורבת של משימות כגון עיבוד נתונים הקשור לבקרת רכב הדורש רמת אמינות גבוהה וכמויות גדולות של תקשורת נתונים אקראית עם שירותי ענן ואחרים. מכיוון שבקרה על הרכב חיונית להבטחת בטיחות, הגנה והפרדה של נתונים קריטיים למשימה חשובה. עם זאת, למרות ההבדלים בסוגי הנתונים, כל הנתונים מועברים דרך אותה רשת בתוך הרכב, מה שמוביל לצמתים פיזיים ומעורר בעיות אבטחה. כדי להתמודד עם האתגר הזה, Renesas פיתחה טכנולוגיית אבטחה שמנתחת מנות נכנסות ל-SoC. הוא קובע אם הם מכילים נתונים חיוניים או לא, ומקצה אותם למסלולים ופונקציות בקרה שונות בתוך מאיץ הרשת. זה מונע הפרעה לנתונים הדורשים אמינות גבוהה ושומר על תקשורת נתונים בתוך הרכב מפני מגוון איומי אבטחה.

ארבע הטכנולוגיות הללו שולבו ב-Renesas' R-Car S4 שער תקשורת רכב SoC. עם ה-R-Car S4 העדכני ביותר, מפתחים יכולים להאיץ את ההתקדמות בארכיטקטורות E/E, ליישם חיבור מאובטח עם שירותי ענן ולהבטיח בקרת רכב בטוחה ואמינה בו זמנית.

הגיבו למאמר זה למטה או דרך טוויטר: @IoTNow_OR @jcIoTnow

בול זמן:

עוד מ IoT עכשיו