【導讀】 NXP推出的全球首個完全可擴展計算架構S32家族汽車處理器計算平臺，將為主機廠、Tier 1供應商等合作伙伴應對目前電動化、智能化、互聯化三大汽車發展趨勢發展帶來的挑戰提供解決方案。

NXP（恩智浦半導體）正在鞏固或奠定其在汽車控制器或處理器市場的領導地位，最近不僅推出了可擴展互聯車輛SAF5400芯片，簽下了廣汽、長安、Torc Robotics、EB、海拉等合作伙伴，而且未來還將支持上海汽車城開展中國首次基于DSRC技術的智能網聯汽車道路實證測試，推動中國車聯網相關技術規范及標準的實現。

不僅如此，NXP還推出了全球首個完全可擴展計算架構S32家族汽車處理器計算平臺，S32家族處理器將為主機廠、Tier 1供應商等合作伙伴應對目前電動化、智能化、互聯化三大汽車發展趨勢發展帶來的挑戰提供解決方案。

圖1：恩智浦S32家族完全可擴展汽車處理器計算平臺

首先，聯網趨勢的發展意味著，汽車底層電子架構要基于以太網有更大的帶寬支持各種互聯功能的實現；其次，無人駕駛汽車的出現要求汽車對它周遭運行環境的認知能力更強，而這樣認知能力是基于車身所裝備的一整套傳感器來實現的。因此，未來汽車的傳感器及融合系統對帶寬就會有很高的要求，需要有數百兆的帶寬能力；

最后，隨著汽車電氣化進程的不斷推進，管理各種動力總成系統所要分配的計算資源越來越多，處理各種應用需要的算法越來越復雜，因此對底層架構的計算性能提出了很高的要求。

對汽車廠商而言，新的技術發展趨勢帶來的最大挑戰在于，來自不同軟件供應商體系的不同軟件，如何在一輛汽車里面得到有效集成是目前面臨的主要問題之一。為此，汽車廠商不得不耗費更多軟件開發方面的資源，而新車上市的時間也被延長了。

與此同時，有鑒于這些新挑戰和新應用的要求，汽車內部車載網絡也變得越來越復雜。傳統架構中，半導體硬件和軟件系統之間存在著不匹配性，這就使得更新變得較為困難，而且不同應用之間也很難實現有效擴展。

圖2：NXP保持在汽車處理器市場領先地位

因此，為了解決以上挑戰，未來汽車的底層電子架構將會朝著高性能域架構的方向發展，它的聯網能力更強，能夠提供安全的OTA無線更新，同時開發效率高，是可升級、可擴展、能夠適應未來發展的平臺。

NXP下一代S32家族計算平臺正是在此市場背景下開發出來的，它是一個完全可擴展的計算平臺，基于公用架構，可以根據不同的應用，像雷達應用、網關應用、視覺的應用，添加特有的功能IP，派生出針對功能安全和動力總成應用的S32S/P、雷達應用的S32R、下一代網關應用的S32G、視覺應用的S32V、自動駕駛應用的S32A、以及通用的S32K。

根據性能不同以及使用ARM內核版本不同，S32計算平臺有3個系列級別：1）低端的應用ARM Cortex M內核的，專門針對控制應用的，對于計算沒什么要求，像S32K1以及S32K2以及S32M。2）中端的應用ARM Cortex R內核，也是針對控制應用，但又需要比較強的計算能力，像S32S、S32P、S32D。3）高端是應用ARM Cortex A53/57內核，主要針對高性能計算，像針對視覺應用的S32V，自動駕駛的S32A和面向下一代網關應用的S32G。

恩智浦資深FAE劉可鑫表示：“S32計算平臺最大的優勢是可以在不同的產品線之間最大化的復用代碼。這樣可以提高代碼的復用性，提高開發效率，比如說應用于網關的代碼，也可以用于域控制器。”

S32P主要應用于新能源汽車BMS、控制器以及動力方面的一些控制；S32D主要用于車身控制器；S32S主要應用于安全管理，針對于OEM對安全比如FOTA的需求。所有這些產品都是ASIL-D的，符合最高的安全等級。

具體來說，S32P247是專門針對新能源汽車BMS以及電機控制應用，集成8個Crotex-R52，兩兩鎖步，16M Flash用于存放代碼，512KB的 Data Flash，4M SRAM，都帶有ECC，帶有FD的8個FlexCAN，帶有HSE的安全模塊。

針對安全應用的S32S247，前不久剛剛推出來，也是8個ARM Crotex的R52，工作于鎖步模式，最大工作主頻達到800M。

針對BMS和動力總成應用，NXP推出稍低端的版本S32P257L，從8個Crotex-R52內核減少到4個，兩兩鎖步。

針對于車身控制推出的域控制器S32D248，8個Crotex-R52內核，兩兩鎖步，32M Flash。NXP還有一款針對安全應用的域控制器S32D220，這是沒有Flash的，也就是說，是需要外掛Flash的。

NXP提供鎖步核。如S32S有8個Crotex-R52內核，因為兩兩鎖步，實際上是只有4個內核，未來滿足于功能安全應用。NXP還有鎖步核的DMA。所有這些存儲都是帶ECC的。所有的L外設都是冗余備份的。

這些是NXP S32P、S32S、S32D在功能安全方面的應用。現在新能源汽車對功能安全的要求越來越高了，NXP從功能安全提出時就開始參與標準審查和安全理念設計。NXP是第一個基于ARM架構CPU內核實現鎖步功能的公司，還實現了本地的故障檢測及解決，而且還做到多內核系統中，整個系統在某個CPU內核運行的某個功能失效時，不會出現該功能失效、系統崩潰的情況。

在信息安全方面，S32計算平臺的安全硬件單元相比于MPC57系列的HSM，在性能方面有很大的增強，現在是滿足于Evita高等級要求，實現RSA和ECC的非對稱加密算法，還有基于Hash的簽名認證。

最后，S32S可以滿足車聯網OTA方面的需求。隨著車聯網的不斷普及，后續會越來越多的電子控制單元需要無線的升級代碼，即通過OTA的方式升級部件，這對于安全的要求是非常高的。

NXP推出的S32S主要面向車聯網前端，基本上是和車廠經銷商交互的控制單元，主要是滿足車廠對于OTA的需求。S32S在OTA方面的優勢，一是支持多個部件，每個部件最大62M；二是多核系統，在某幾個核執行代碼的過程中，可以用另外的核同時升級這個代碼；三是支持防篡改的認證。

S32V除了集成ARM Crotex-A53內核，還有視頻進來后的預處理ISP以及性能彪悍的圖像處理后期GPU。也就是說，S32V是由多個不同的功能單元合成的，因為對于車上系統來說，娛樂系統的安全等級是比較低的，但ADAS、視覺等對于功能安全等級的要求是非常高的。比如雷達，對于運算性能有比較強的要求，但同時對于功能安全要求也很高，如果運算能力很高、安全能力差，就會出現失效造成人員傷亡的事故。

劉可鑫說：“前不久，在中國大陸，基于S32V234實現環視、前視以及車道偏離輔助等L3級別自動駕駛的系統剛剛量產。”