Renesas utvikler teknologier for bilkommunikasjonsgateway SoCs

Renesas utvikler teknologier for bilkommunikasjonsgateway SoCs

Tidsstempel: 28. februar 2023 2:52
Kilde node: 1984396

Renesas Electronics Corporation, en leverandør av avanserte halvlederløsninger, har annonsert at de har utviklet fire teknologier for system-on-chip (SoC)-enheter for kommunikasjonsgatewayer i kjøretøy. Disse SoC-ene forventes å spille en avgjørende rolle i å definere neste generasjons elektrisk/elektronisk (E/E) arkitektur i bilsystemer.

SoCer for bilporter må gi både høy ytelse for å implementere nye applikasjoner som skytjenester, og lavt strømforbruk når de ikke er i bruk. De må også levere rask CAN-respons for å støtte umiddelbar oppstart. I tillegg må disse SoC-ene gi strømeffektiv kommunikasjonsteknologi som muliggjør nettverksfunksjoner som en gateway ved bruk av begrenset strøm og sikkerhetsteknologi for å muliggjøre sikker kommunikasjon utenfor kjøretøyet. For å møte disse kravene har Renesas utviklet (1) en arkitektur som dynamisk endrer kretsdriftstimingen for å matche kjøretøyforholdene med optimert ytelse og strømforbruk, (2) rask oppstartsteknologi ved kun å partisjonere og drive essensielle programmer, (3 ) en nettverksakselerator som oppnår en strømeffektivitet på 10 gigabit per sekund/watt (Gbps/W), og (4) sikkerhetsteknologi som forhindrer kommunikasjonsforstyrrelser ved å gjenkjenne og beskytte viktig kommunikasjon i kjøretøy knyttet til kjøretøykontroll.

Renesas annonserte disse prestasjonene på International Solid-State Circuits Conference 2023 (ISSCC 2023), 19. – 23. februar i San Francisco, California.

Detaljer om de nye teknologiene inkluderer:

1. Arkitektur som optimerer prosessytelse og strømforbruk avhengig av kjøretøyets forhold

Kommunikasjonsgateway SoCs må levere prosessytelse som overstiger 30,000 2 Dhrystone millioner instruksjoner per sekund (DMIPS) når de kjører, samtidig som de holder standby-strømforbruket på XNUMX mW eller mindre for å opprettholde batterilevetiden. Vanligvis har høyytelses SoC-er også høyt strømforbruk i standby-modus, mens SoC-er med lavt strømforbruk med lite standby-strømforbruk har ytelsesproblemer. For å løse denne avveiningen, kombinerte Renesas i en enkelt brikke et høyytelses applikasjonssystem og et kontrollsystem optimert for ultralavt standby-strømforbruk. Den nye arkitekturen kontrollerer strømforsyningene til disse to delsystemene og endrer tidspunktet for kretsdrift for å oppnå en optimal balanse mellom ytelse og strømeffektivitet. Dette resulterer i høyere ytelse under drift og lavere strømforbruk under standby.

2. Rask oppstartsteknologi med eksternt flashminne som oppnår samme raske hastighet som innebygd flashminne

Siden kommunikasjonsgateway-SoCs administrerer behandling av kritiske funksjoner knyttet til kjøretøykontroll, må de kunne svare på CAN innen 50 millisekunder (ms.) etter oppstart. Men hvis SoC bruker en prosess som ikke støtter innebygd flashminne, må oppstartsprogrammet krypteres og lagres i eksternt flashminne. Dette betyr at det tar ekstra tid å laste programdata og dekryptere dem. For å løse dette problemet utviklet Renesas teknologi som deler opp programmet i seksjoner og først laster og dekrypterer bare en vesentlig del for oppstart, mens resten av programmet fortsetter å lastes parallelt. Dette muliggjør en rask respons på CAN (50ms eller mindre), selv når du bruker eksternt flashminne.

3. Svært effektiv nettverksakselerator med 10 Gbps/W kommunikasjonseffektivitet

For å tillate luftkjøling og varmespredning for elektroniske kontrollenheter (ECUs), må kommunikasjonsgateway SoCs holde strømforbruket på 7 watt eller mindre. Siden databehandlingsytelse på 30,000 6 DMIPS eller høyere krever omtrent 1 watt strøm, kan bare rundt 10 watt brukes til nettverksbehandling. Dette byr på en utfordring ettersom den totale kommunikasjonen på 1 Gbps må oppnås ved bruk av 3 watt strøm, med en prosesseringseffektivitet på bare rundt 9.4 Gbps/W når den behandles av CPU. For å omgå dette problemet overførte Renesas prosessering fra CPU til en tilpasset nettverksakselerator, og oppnådde høyere effektivitet på 11.5 Gbps/W. I tillegg økte Renesas effektiviteten til XNUMX Gbps/W ved å bytte rutingmetoden fra en konvensjonell TCAM-tilnærming til en hashtabell i SRAM.

4. Sikkerhetsteknologi for å forhindre interferens med kommunikasjon som krever høy pålitelighet

En kommunikasjonsgateway SoC utfører et blandet sett med oppgaver som databehandling relatert til kjøretøykontroll som krever et høyt nivå av pålitelighet, og store mengder tilfeldig datakommunikasjon med skytjenester og andre. Siden kjøretøykontroll er avgjørende for å sikre sikkerhet, er det viktig å beskytte og separere virksomhetskritiske data. Til tross for forskjellene i datatyper, overføres imidlertid alle data gjennom det samme nettverket i kjøretøyet, noe som fører til fysiske kryss og øker sikkerhetsproblemer. For å møte denne utfordringen utviklet Renesas sikkerhetsteknologi som analyserer innkommende pakker til SoC. Den bestemmer om de inneholder viktige data eller ikke, og tilordner dem til forskjellige veier og kontrollfunksjoner i nettverksakseleratoren. Dette forhindrer interferens med data som krever høy pålitelighet og sikrer datakommunikasjon i kjøretøy fra en rekke sikkerhetstrusler.

Disse fire teknologiene har blitt innlemmet i Renesas’ R-Car S4 kjøretøy kommunikasjon gateway SoC. Med den nyeste R-Car S4 kan utviklere akselerere fremskritt innen E/E-arkitekturer, implementere sikker tilkobling med skytjenester og sørge for sikker og pålitelig kjøretøykontroll på samme tid.

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

Tidstempel:

Mer fra IoT nå