當前，汽車行業(yè)的發(fā)展正處于從“軟件定義”邁向“AI定義”的關鍵階段。這一變革不僅給傳統(tǒng)的汽車系統(tǒng)設計帶來了前所未有的挑戰(zhàn)，同時也讓未來汽車中的軟件和計算變得越來越復雜。

在此背景下，Arm推出了豐富的硬件IP、新的系統(tǒng)IP，以及全新的汽車計算與計算子系統(tǒng)產品路線圖，旨在為各種汽車應用實現(xiàn)性能、功能安全、可擴展等方面的支持。

為了讓行業(yè)更加全面地了解這些創(chuàng)新成果，在近日舉辦的Arm技術媒體溝通會上，Arm汽車事業(yè)部全球市場副總裁Dennis Laudick對其進行了詳細的介紹，并分享了相關領域的技術發(fā)展與應用情況。

圖：Arm汽車事業(yè)部全球市場副總裁Dennis Laudick

解鎖多個“首次”，引領行業(yè)創(chuàng)新

據(jù)Dennis Laudick介紹，Arm作為汽車半導體設計領域的主要參與者，目前已經擁有了高效小巧的Cortex-M系列處理器、Cortex-R系列實時處理器、Cortex-A系列處理器、GPU、ISP（圖像信號處理器）以及系統(tǒng)IP等產品。然而，隨著汽車軟件數(shù)量爆發(fā)式的增長，整個行業(yè)都需要重新思考汽車產品的開發(fā)流程。因此，Arm已經開始探索未來產品將被如何應用，以及如何幫助客戶解決在打造終端解決方案時所面臨的難題。

對于汽車而言，一個完整的技術堆棧應該由幾部分構成。“在常見的汽車技術堆棧中，最底層是基礎硬件，也是Arm技術被廣為人知的應用層級；而在基礎硬件之上，需要有基礎軟件，比如操作系統(tǒng)；在操作系統(tǒng)之上，則是各種應用軟件。因此，我們不僅發(fā)布了全新的底層基礎硬件，還一并帶來了完整的技術堆棧?！盌ennis Laudick介紹說。

1、Arm Neoverse V3AE

對于Arm來說，本次帶來的一系列新品，其中有很多都是“首次”應用。比如，Arm首次將服務器級別性能的Neoverse引入到汽車應用中，從而推出了Arm Neoverse V3AE。

“我們之所以這樣做，是因為人工智能對汽車行業(yè)高端應用的需求越來越大。與Arm上一代性能最強的AE IP（Cortex-A78AE）相比，Neoverse V3AE每核性能可提升50%；同時，它還能夠將Armv9架構在安全、人工智能方面的優(yōu)勢帶入到汽車領域，與我們所有的汽車產品一樣，Neoverse V3AE完全支持汽車行業(yè)所需的安全機制。”Dennis Laudick解釋說。

作為一家全球領先的半導體設計與軟件平臺公司，Arm看到人工智能和軟件將更高的算力需求引入到了汽車領域，而市場對這款產品抱有很大的興趣。例如，英偉達新一代集中式車載計算平臺NVIDIA DRIVE Thor就采用了Neoverse V3AE，以此來為AI加速的自動駕駛和先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）工作負載帶來服務器級的性能。

圖：Arm帶來最豐富的硬件IP、新的系統(tǒng)IP，以及計算子系統(tǒng)路線圖

2、Arm Cortex-A720AE和Arm Cortex-A520AE

與此同時，Arm首次將Armv9架構技術帶入汽車應用，更新了Cortex-A的兩款產品，推出了Cortex-A720AE和Cortex-A520AE。在保證汽車的安全、機器學習和虛擬化功能等方面進一步提升的同時，為廣泛的軟件定義汽車（SDV）應用帶來業(yè)界領先的持續(xù)性能及SoC的設計靈活性。更新后的Cortex-A處理器還實現(xiàn)了大量的功能提升，比如目前可支持多達14個分核鎖步內核。

“我們的處理器都支持汽車增強功能。在這些功能之上，我們還拓展和支持了更多的新功能，比如從汽車安全的角度出發(fā)，我們過去支持分核和鎖步的CPU，它們可以獨立運行或者同步運行，但這也使得客戶不得不在性能和成本之間做出選擇。此次，我們還引入了第三種模式——混合模式，能夠幫助客戶在安全性和成本之間實現(xiàn)平衡?！盌ennis Laudick補充道。

3、Arm Cortex-R82AE

除此之外，Arm還首次將64位計算引入到實時處理器中，推出了Arm Cortex-R82AE。這是Arm第一款64位Cortex-R實時處理器，也是Arm迄今為止性能最高的功能安全實時處理器。它不僅可以和Cortex-A、安全島配合使用，隨著64位的引入，它還可以更自然地作為安全島來支持Cortex-A。因此，Arm Cortex-R82AE一經面世，就受到了行業(yè)內的高度關注。

升級技術應用，助力高效開發(fā)

作為本次發(fā)布的重頭戲之一，Arm還更新了Mali ISP（圖像信號處理器），推出了Arm Mali-C720AE。據(jù)悉，這是一款可配置的圖像信號處理器（ISP），專為最苛刻的計算機視覺和人類視覺用例而優(yōu)化設計。Mali ISP一大的特點就是可以支持多管線并行，目前已在全球數(shù)百萬輛汽車上運行。

一般情況下，人類視覺對應的攝像頭系統(tǒng)和計算機視覺算法，對輸入數(shù)據(jù)的處理方式全然不同。而在此次更新后，Mali ISP可以同時支持人類視覺與計算機視覺的處理類型，實現(xiàn)同步運行。此外，對于ISP而言的最大一個挑戰(zhàn)就是需要大量的手動調優(yōu)，但此次更新后，Mali ISP支持可微分，基本上實現(xiàn)了自動調優(yōu)。

展望未來，汽車系統(tǒng)只會變得更加復雜，對功能安全的需求也會隨之加劇。不過，隨著全新產品的推出，Arm在各個方面都進一步拓展了產品路線圖以及產品的功能。據(jù)Dennis Laudick透露，Arm正在計劃針對汽車應用提供計算子系統(tǒng)，將其AE IP的配置進行預集成與驗證，并在先進的代工工藝上，對性能、功耗和面積進行優(yōu)化?！霸诮裉毂姸嗟摹状巍?，其實還包括首次宣布Arm汽車計算子系統(tǒng)（CSS）的路線圖，Arm將于2025年交付首款汽車應用的CSS?！?/span>

為了進一步說明Arm汽車計算子系統(tǒng)（CSS）的功能和作用，Dennis Laudick分享了相關示例。據(jù)悉，Arm針對汽車應用的計算子系統(tǒng)是一個CPU集群，內置了互聯(lián)、安全島和安全功能，它可以幫助合作伙伴以更低的成本和風險、更快的速度構建產品。而Arm之所以設計這種集群，正是為了響應市場和合作伙伴提出的需求。

圖：Arm汽車計算子系統(tǒng)（CSS）示例

事實上，Arm在汽車領域已經深耕了30多年，其關鍵的發(fā)展里程碑包括：2000年初推出的支持鎖步安全功能的CPU；2018年推出的專為汽車應用打造的汽車增強（AE）IP；2021年發(fā)起的名為“SOAFEE”（面向嵌入式邊緣的可擴展開放架構）的項目，該項目旨在讓生態(tài)系統(tǒng)中的合作伙伴實現(xiàn)共同協(xié)作，解決汽車行業(yè)面臨的軟件層面的挑戰(zhàn)。

而此次發(fā)布的全新汽車計算與計算子系統(tǒng)產品路線圖，則代表著Arm邁向未來的下一個里程碑！

凝聚行業(yè)力量，共繪發(fā)展藍圖

值得一提的是，除了發(fā)布以上新產品、新技術之外，Arm還攜手生態(tài)伙伴推出了虛擬原型解決方案，通過云端的虛擬實例或者虛擬原型平臺，就能實現(xiàn)汽車軟硬件同步開發(fā)。

我們都知道，傳統(tǒng)的汽車產品開發(fā)通常采用的是線性流程。也就是說，如果要開發(fā)一個新的產品，就必須要等到物理硬件就緒，開發(fā)者才能啟動軟件開發(fā)。然后，等軟件開發(fā)完成后，才能進行系統(tǒng)的集成和測試。這一過程往往需要耗費很長的時間，而智能時代是軟件數(shù)量爆發(fā)的時代，這種傳統(tǒng)線性的開發(fā)模式已經無法滿足市場需求。因此，Arm推出了新的虛擬原型平臺。

對于行業(yè)參與者來說，虛擬原型解決方案的最大優(yōu)點就是，在滿足設計要求的前提下，縮短汽車產品開發(fā)的時間?！坝辛诉@套解決方案，我們在物理芯片就緒之前，就可以啟動基于Arm AE IP的軟件開發(fā)了，也就是軟硬件同步設計開發(fā)，由此可以顯著縮短整體開發(fā)時間?！盌ennis Laudick談到：“我們從汽車生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的反饋得知，該解決方案可以幫助他們縮短多達兩年的軟件開發(fā)時間。”

據(jù)了解，Arm為了推出這款虛擬原型平臺，從生態(tài)系統(tǒng)中召集了大量的合作伙伴，其中不乏BlackBerry QNX、紅帽（Red Hat）、Eletrobit、維克多（Vector）等汽車操作系統(tǒng)供應商，以及TIER IV、LeddarTech、Autoware Foundation等汽車應用合作方。在業(yè)界領先的新一代Arm AE IP上利用虛擬原型開發(fā)，在基于行業(yè)共同協(xié)作下的全棧軟件中實現(xiàn)更早、更無縫的開發(fā)體驗。

圖：Arm已在汽車領域深耕30多年

“Arm在滿足未來汽車中更多的軟件和計算復雜性所需的解決方案中，不僅推出了令人興奮的硬件產品組合，還帶來了虛擬原型平臺，實現(xiàn)了在物理芯片就緒前啟動基于Arm AE IP的軟件開發(fā)；同時，還通過生態(tài)系統(tǒng)完善了整個技術堆棧，并宣布了首款汽車應用的計算子系統(tǒng)（CSS）預計于2025年交付。”Dennis Laudick總結道，基于這些新產品和新技術，Arm為賦能汽車生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展又邁出了關鍵一步。

可以預見，在這些創(chuàng)新成果的推動下，Arm將助力未來的汽車開發(fā)流程變得更加簡單高效。