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ADAS SoC设计指南,支持大量第三方IP

高级驾驶员辅助系统(ADAS)是增长最快的汽车应用。市场研究公司Gartner的一份报告估计,该市场的规模将从2014年的56亿美元增长到2018年的102亿美元,2013年至2018年的复合年增长率(CAGR)为17.1%;与ADAS有关的半导体产品的消费量将从同时的13.8亿美元增长到24亿美元,在此期间,复合年增长率将达到15.5%。以安全为重点的驾驶辅助系统支持行人检测/回避,车道偏离警告/纠正,交通标志识别,全景图像,疲劳监控等。这些应用程序和许多其他应用程序(如图1所示)需要一种新的系统类别-片上(SoC)以满足系统不断增长的需求。在消费者利益和政府法规的帮助下,为了提高道路安全性,汽车制造商要求一级组件供应商和半导体产品供应商开发最新的多媒体标准,并基于视觉算法并结合图像和雷达系统传感器数据来实现多个SoC。 。图1各种ADAS应用程序。为了实现高性能操作所需的高级通信协议,ADAS SoC使用了比大多数高端消费类应用更严格的尖端设计和处理技术。此类组件的设计人员依靠IP供应商来帮助他们克服特定应用的实现IP要求的挑战是在越来越短的设计和成型周期中满足汽车应用对韧性,可靠性和安全性的需求。 ADAS SoC设计指南从应用程序和系统的角度来看,这种新型的ADAS SoC具有特定的设计指南,以确保有效的SoC设计实施。为ADAS应用构建SoC的设计人员需要结合高性能和节能IP功能,以帮助实现整体系统吞吐量和满足实时服务质量要求(图2)。图2 ADASSoC采用16 / 14nm工艺,图中紫色部分是Synopsys。设计WareIP产品。此类应用处理器的性能要求是至少32位处理器以1 GHz以上的频率运行;实际上,支持各种基于视觉的应用程序的ADAS SoC已开始向64位迁移。除了高性能应用处理器之外,这种类型的SoC还需要独立的视觉处理器来实现最新的视觉算法,例如卷积神经网络(CNN)。此外,附加的图形处理器或定制的数字信号处理器(DSP)内核负责高速像素处理,并与诸如高清多媒体接口(HDMI)或移动行业处理器接口(MIPI)D之类的多媒体接口链接。 -PHY,同时支持越来越大的高清显示器。为了支持提供图像和雷达/激光雷达数据的多个摄像头和雷达传感器,还需要一个传感器和控制子系统来共享应用程序处理器(ApplicaTIon Processor)的传感器数据管理任务,以实现高级传感器融合。新一代ADAS SoC需要多达8GB的车辆专用LPDDR4内存来支持处理器应用软件,并且需要以太网AVB和TIme Sensitive Networking(TSN)提供的各种系统来支持多媒体数据流量链接。 SoC外设提供其他接口,例如PCI Express,SATA,通用异步接收器发送器(UART),SPI / QSPI,CAN和FlexRay。最后,为了支持由外部Bluetooth Smart,Wi-Fi或4G LTE无线芯片实现的云链接,ADAS SoC必须包含基于硬件的健壮的安全通信协议,以支持安全启动,安全标识和身份验证,加密和解密。 IP功能是ADAS SoC设计工程师必须考虑的要素,汽车行业的一级组件供应商以及半导体SoC设计人员和架构师还需要考虑延迟,功耗,可靠性以及与过程相关的设计挑战。低延迟是实时多媒体服务水平保证的基本原理。除了低延迟之外,这种类型的SoC还不断采用最新的多媒体协议和关键功能,例如特定ADAS应用(例如行人检测和校正)所需的嵌入式视觉处理功能。同时,需要将功耗保持在最低水平。对于ADAS SoC设计人员而言,另一个关键挑战是确保汽车制造商所需的高可靠性和连续运行,因此该芯片需要实施关键的错误检查和纠正(ECC)及等效技术。由于对高性能和高性能的需求