跟踪汽车迅速变化的生态系统

汽车生态系统作为汽车制造商变得更难驾驭,一级年代和IP供应商重新定义它们之间的关系基于价值转移引起的快速扩张的日益相互依赖和复杂的电子内容。

巨大变化的预测开始近十年前的自驾车辆周围试点项目。但这些变化开始出现在整个供应链在过去的几年里,随着汽车制造商争相跟上特斯拉的自动驾驶技术。在此之前,汽车制造商(oem)定义他们的需求,大多数的非专有系统由一级供应商提供。

“半导体芯片所提供的半导体供应商,生产线”和一“托马斯Wong表示业务发展总监抑扬顿挫的IP组。“ecu,尤其是对于发动机控制,设计定制的芯片。大部分的半导体厂商在汽车内部空间的深度知识,特别是在质量、可靠性和安全性。大多数(如果不是全部的“诱导多能性”用于这些芯片内部设计,设计周期可能只要三到四年,”

快进到2020年,汽车的风景看起来很不同。除了建立汽车制造商,新一代的公司进入汽车制造业务。“看看电动汽车企业的数量和现金充裕的互联网巨头进入汽车行业,”黄说。的受欢迎程度ADAS自主驾驶,这些出类拔萃的计算需要使汽车半导体非常先进的过程节点。达到2/3级功能,你需要传感器融合(愿景、雷达、超声波和激光雷达)。去除此之外,你需要车载ML /人工智能计算边缘(AI推理)寻路(意义,计算,决定)。接下来将V2V地平线上和V2X。这些技术上的挑战,一些厂商已经开始设计先进的soc自己认为这些研发努力区分和改变游戏规则。作为一个例子,特斯拉已经部署了其内部设计HW3硬件,这是航运的模型3和模型”

从头开始创建一个功能安全系统需要大量的设计知识。自动驾驶仪系统非常复杂,建立这些系统的专长是供不应求。

说,“它需要多个传感器输入Burkhard Huhnke,副总统、汽车Synopsys对此。“我们需要决定如何移动,汽车甚至没有司机的影响。如何组建这样一个系统的传感器和数据域控制器的输入,这是一个数据流?它需要传感器融合和受保护通信通道的传感器域控制器。然后,如果域控制器作出决定,它必须做适当的路径规划,例如,下一个方向盘角度,加速的汽车,汽车的定位。现在关闭这个循环定位的汽车,并在接下来的几秒,循环控制系统的工作是一个ADAS现代自动驾驶系统。”

测量的数据车道标记,道路上的障碍,包括汽车和其他对象,首先来自传感器的输入。

来源:Synopsys对此

“只看摄像头数据,需要预处理算法,能捕捉到障碍的一个形象,”哈恩科说。“有静态对象,车道标记,有移动的物体,等等。这需要非常快的处理这些数据。想象你有60帧每秒。你有一个高清矩阵/电荷耦合装置矩阵,这需要非常快的计算来确定图中。如果我在市场上最先进的自动驾驶系统,它有可能三相机——短程、中程和远距离,你需要在每个图像检测障碍超级快。计算性能是关键。这将加速器到讨论,现在要求,以及在IP加速器,为目标检测的算法进行了优化。这包括一个非常快的实例美国有线电视新闻网(卷积神经网络)系统,这是一个加速器的对象识别矩阵。”

这仅仅是一个步骤在图像预处理和识别障碍。它还包括多个图像有不同的焦点对近场,中场位置和远场识别类似的对象和不同的对象。这些图像的不同方面必须融合在一起非常迅速,这就要求传感器融合处理器标识每个图片的关键信息,并提供这个决定对象的域控制器。所有的这些都是优化的IP。子系统需要完全理解这些对象如何确定相机的信息。

“想象一下有一个阈值定位检测的对象,”哈恩科解释说。“那你有巨大的问题。安全是一个方面,随着功能的安全,因为你识别作为一个对象会导致汽车的一个活动。这是功能安全在一个定义的失败率。和你如何计算整个系统的故障率?这说明不同的生态系统。你如何计算失效率通过整个系统吗?需要失败率在IP层,失败率在系统层面上,车辆故障。只有你能了解精密,准确检测的对象,以便它可以计算到活动和计划的路径。,需要知识的车辆到IP世界,回到车里。 This collaboration is programmed and has to happen in a customized autopilot system that uses functionally safe and secure IP building blocks.”

营销主管西蒙•兰斯ClioSoft对此表示赞同。“功能安全要求在汽车工业流从供应链到IP开发,”他说。“这流包括最终产品需求管理和ip级别需求管理。可追溯性的挑战首先要求和规范,但他们在设计和开发阶段变得更加复杂。确保可追溯性和坚持功能安全要求,需要可靠的IP数据管理。根据ISO 26262标准,安全要求应可追踪的参考在每个源的安全要求在下次上层次水平,下一个低层次水平,或在设计和实现验证规范。拥有一个IP数据管理系统,并确保上述步骤是绝对必要的会议的整体功能安全需求流与可追溯性。跟踪所有的IP修正和的能力,当然,使用分层次对ADAS就是IP数据管理为什么如此重要。没有IP数据管理和报告,汽车公司将很难坚持功能安全要求。”

满足高可靠性的标准的汽车市场也意味着公司必须工作在整个半导体生态系统密切合作。“这包括半导体、设备包装、基础半导体IP和认证机构来确保遵从性。IP的设计,例如,对容错认证(ISO26262 ASIL)和环境标准(AEC-Q100)。为了满足这些标准,IP公司需要与第三方公司合作,评估和认证容错的IP。IP公司还在与工厂密切合作,以确保设计将满足整体环境的需求,包括温度和老化,”弗兰克铁,高级主管、产品营销、IP核在Rambus指出。

你信任谁?
另一个汽车的宗旨是可靠性。“这个系统必须为15年交通工作,每个人都希望它工作完美,”哈恩科说。“这些子系统必须功能,安全,可靠和信任的根,和经过验证的可靠测试和持续监控功能。没有IP构件之间的连接和车辆把它不会工作。你必须了解你要什么样的函数建立在这种高水平的车辆,以及如何提供最高的精度,可靠性和安全性从知识产权的角度来看,因为基于这个IPSoC然后创建。这些都是电子的基础对象的域控制器和大脑检测和controlled-loop系统”。

从这里复杂性迅速增长。这只是电子子系统级别。一层所需的合作使这所有的工作,和那些关系处于一种不断变化的状态。

“有公司,多年来一直提供IP到汽车,他们发现自己在一个困难的情况下,”大卫·弗里茨说,高级主管,自治和ADAS soc导师,西门子业务。“信任关系在整个生态系统,从OEM穿过层2 s和IP供应商,没有最好的。在过去,如果你看看实际的合同,他们是非常繁重的。无上限的责任,以及其他大多数公司永远不会同意的事情,然而,oem供应商被迫这么做的,因为他们依赖于一级,这依赖于二级,依赖于一个IP供应商。如果有人在链无法交付,那么它可以阻止整个模型年出来。它可以杀死一个公司。”

大部分的这些限制,由于以前的失败。说:“有一个信任差距弗里茨。“这就是为什么一个OEM可以去一个非常大的半导体公司,说,“你有一个的记录交付高质量、高度复杂的解决方案。我们想跟你说话。问题的发生是汽车行业需求的理解是不同的。尽管有新的关系形成威胁的老关系,甚至OEM的新关系需要一个新方法。”

然而,规则改变了。现在的oem厂商要求超出了数据表,IP供应商必须证明他们的IP。例如,在过去,一个汽车IP公司将开始要求在oem的rfp,如交付模型与模型的特定富达在六个月内签订合同。然后,每六个月之后,IP供应商将不得不显示模型,实证证明它是倾向于最终的需求。这是智能手机行业的标准实践一段时间,但它是新的在汽车空间。

“基于ECU的公司不是用来在所有,”弗里茨说。“如果你说供应商,我需要向我们的客户提供这些模型,OEM,”他们会说他们没有。所以他们立即一个问题。然而,很多新的创业公司与新方法过渡到汽车公司从其他域有能力这样做。这是动荡的一部分。但这是一个机会对现有供应商区分。他们有这些模型,或者他们不能做他们在做什么。他们只是不习惯分享它们。信任建立起来,过去几百年被打破。”

来Arteris IP,自2010年以来一直活跃在汽车市场和建立了关系的大部分汽车半导体球员,这种行为不是一个惊喜。

“文书工作,来回约谁已经认证了,如何评估或ISO 26262,”库尔特·舒勒说,负责营销的副总裁Arteris IP。“新公司,是否在半导体方面做一个汽车芯片或IP进入汽车,它可以是奇怪的问题从客户要求的过程描述,或有可追溯性要求是通过规范,和实现队列。如果你不是在汽车或医疗设备或类似的东西,像军事/航空航天,你不习惯被问到这些问题,甚至显示外部信息。如果你是新的汽车芯片,或者新的汽车IP,你必须处理。这是一个教育过程。”

开车的是谁?
但它也显示出日益紧张谁发号施令的汽车,特别是随着越来越多的电子内容添加到汽车和许多车辆行为完全相同的方式在路上。

“没有人想成为汽车的富士康,金属冲压,所以有战斗在所有这些系统的架构,”舒勒说。“一级年代传统汽车零部件供应商,其中许多是分离出来的oem厂商。oem厂商现在在一个有趣的情况下一级年代认为他们自己的系统,而冲突与半导体的人可能是系统有时人自己的半导体,如Mobileye或一位英伟达说他们自己的系统。oem厂商,通过自己或他们的自主驾驶子公司像巡航,通用汽车旗下说他们创造他们自己的系统,所以他们自己的系统,告诉一级他们想要的东西。这是一个解集的re-verticalization价值链在某些情况下。”

今天,oem厂商有一个新的伙伴关系。“即使是三年前,oem是保守的,先生。一级,你能给我什么?“另一个一级”,你能给我什么?“我会做出选择一级的一个阶段,这就是我们想要的。我们会告诉你怎么做的现在意识到他们没有得到他们想要的东西从一级,并决定自己去做。他们想要拥有它,所以这些公司已经越来越认识到半导体的输入的东西,”舒勒说。“今天,所有oem厂商至少小芯片开发团队。一些大型组织。在传统的情况下,他们在做什么是指定和共享需求与一级、最终的半导体供应商,但是在某些情况下,他们跳过。 Instead of talking to the Tier 1, they’re talking directly to a semiconductor provider, such as NXP. In other cases, they’re designing their own chips. Chip design has really democratized with this whole IP industry. Anybody can create a chip if you have enough money and can get the expertise. Now that Google, Microsoft and Facebook are designing their own chips, they’re paying top dollar for really good chip talent. The Tier 1s are starting to go in that direction, and even the OEMs are looking at it, so it has changed who we talk to.”

也有非线性竞争。“Networks-on-chip使带宽、延迟、一个SoC的复杂性,以及数据的数据保护前往SoC的SoC -数据和交通。当重要的传统芯片供应商,如果我想让芯片供应商使用它,我想获得最高经济价值,即使一个一级或OEM不是我的客户我还需要教育他们network-on-chip互连。伙伴关系是你的伟大之处得到一个更好的系统视图,因为每个人都做自己的一小块。即使我们公司像一个日本电装或Mobileye, NXP、或东芝,尽管我们认为他们正致力于客户的巨大问题,这并不是整个世界。他们一小块更大的事情,和我们都理解的背景下更大的事情,更积极,我们可以解决的问题在我们的特定水平,”舒勒。

坑坑洼洼的道路
但是汽车制造商仍在学习如何设计和构建先进的soc,并将需要许多年才能把整个房子的能力,抑扬顿挫的Wong说。”与此同时,他们将与第三方的知识产权合作供应商,ASIC设计服务提供商,EDA供应商,操作系统供应商,应用软件供应商,等等。我们不会忘记需要功能性safety-like遵守ISO 26262标准。即使在SoC实现的情况下,你可能会看到这些SoC与异构体系结构被填充NoC织物(network-on-chip),内部开发的IP块,第三方接口IP和CPU、GPU, DSP模块与其他第三方。这就是互操作性测试需要,所有成员的合作生态系统是必要的。”

根据一个特定的公司适合在食物链中,生态系统可以非常不同。

“此外,汽车芯片和系统越来越复杂在应对终端市场需求和消费者的选择。它不再是一个以硬件为中心为系统,而是软件和硬件实施者之一。软件可以体现为操作系统及其相关开发编译器和调试器等基础设施,以及应用软件,可能来自于各种各样的伙伴。例如,大多数新一代苹果CarPlay和Android汽车信息娱乐系统支持。在线更新还需要无线连接,如细胞或WiFi以及广泛的安全措施。在这样的背景下,你现在有另一套生态系统合作伙伴。所有这些相互关联的系统必须彼此“交谈”。这个生态系统需要大量的无缝互操作性测试去做事,很多这些系统关键任务时ADAS系统有关,”黄说。“整个行业更严格的开发时间表,和汽车制造商的咒语是左移位。每个人都试图减少开发时间从4年到2年(从5年至3年)更实际。 With these complex systems involving lots of software, it is important to be able to start software development before you have the hardware ready. Remember, it will take 2 years to develop a new SoC.”

导师的弗里茨预计这种动荡继续接下来的五年或六年,并相信它最终将解决目前进行的革命性的变化,也就是整个概念的50到200个独立,独立开发的ecu遍布汽车,每个做自己的任务以自己的方式,有自己的软件和接口。“所有的oem厂商要么是积极致力于计划或制定计划完全从头开始构建汽车。和他们攻击的第一件事就是整个ECU,每一个由不同的公司在不同的方式做不同的事。AUTOSAR是为了规范化。问题是有新特性AUTOSAR无法处理,包括所需的数据流量ADAS——当然不是四级甚至三级自治——所以你绕,AUTOSAR是建立在网络基础设施。

结论
所有这一切应该打开门更多的供应商来能够在一个新的市场。消费者会赢。最好的解决方案会赢,更有趣的解决方案将会启用。

直到最近,弗里茨认为,汽车将会集中在革命和由自主车辆和先进ADAS。“我放弃了思考,你可以逐步经历ADAS,找到你的方式进入自主驾驶。这本身需要考虑整个系统的架构,和公司在汽车生态系统是为这些新的商业模式架构,连同正常化,中央计算和区域控制器,等等。他们也设计在做5级自治的能力。这并不意味着他们会立即部署它,但这意味着这将是设计从一开始就和增量发布。”

这意味着,尽管汽车革命尚未自主驾驶。的整个过程,通过这些架构民主化在OEM的生态系统,即每个OEM都有自己的方法,虽然所有标题在大致相同的方向。,它需要所有公司内生态系统的相互作用,使之成为现实。