16核ARM Zena子系統用AI定義汽車

ARM 開發了具有 16 個高性能處理器的計算子系統 （CSS），以加快用于汽車設計的下一代 AI 芯片的開發。

這是 Zena 品牌的首次使用，提供 16 個 Cortex A720AE 汽車處理器內核和 Cortex-R82AE 實時微控制器內核。

一個關鍵區別是 Mali GPU 是可選的，AI 加速器也是可選的，這表明 ARM 希望芯片制造商在芯片中添加額外的 IP，無論是在芯片中作為 RTL 還是作為小芯片。

這標志著軟件定義汽車中越來越多的 AI，從而提高了處理要求

“我們有超過 94% 的汽車制造商使用 ARM 技術，排名前 15 位的芯片供應商使用我們的技術，”ARM 高級副總裁兼汽車和物聯網產品線總經理 Dipti Vachani 說。

“電動汽車的所有新進入者都使用 ARM 技術，這使我們能夠看到市場的發展方向，從具有集中計算的軟件定義汽車 （SDV） 到 AI 定義的汽車。我們看到的未來是在 SDV 上構建 AI 定義的汽車，其中模型位于云端，模型也位于汽車中。

“不同的是，我們在其他領域看到 AI 之前，先在汽車領域看到它，”她說?！斑@種 AI 定義的汽車具有獨特的要求，對計算的需求不斷增加，這推動了 Zena CSS 的發展?！?/p>

ARMv9 720AE 內核于去年推出，這些內核將位于安全島旁邊，通過 Correx-R82AE 內核和安全區域進行實時處理，這是保護車輛數據的關鍵。運行時安全引擎提供安全的無線更新，系統范圍的安全性和信任根由 ARM TrustZone 啟用。

有一個更高性能的核心 NeoverseV3AE，用于預計很快推出的 Nvidia Drive Thor 芯片。

Cortex-A520AE、A720AE 和 NeoverseV3AE 的未來版本預計將被稱為 Zena Pro、Premium 和 Ultra 內核，作為上個月宣布的產品線整體品牌重塑的一部分。

使用 CSS 意味著項目需要的工程師更少，從而加快了開發時間?！斑@意味著每個項目的工程師減少了 20%，節省了 12 個月，這對我們的客戶來說是一個完整的模型，”Vachani 說?！斑@使客戶能夠專注于差異化，無論是 OEM 還是芯片供應商還是一級供應商。”

GPU 或神經處理器的接口基于 UCIe 標準，該標準使用 PCI Express 調制來簡化集成。這也允許可擴展性，能夠向 CSS 添加多個 AI 加速器或 NPU 以進行高端處理，例如對于自動駕駛汽車，但對整個范圍內的車輛模型使用相同的底層芯片和軟件。

作為關鍵合作伙伴，Cadence Design Systems 為 ARM 小芯片系統架構 （CSA） 以及汽車小芯片計劃 （ACP） 開發了小芯片設計和 IP，ACP 是由比利時 imec 領導的一項合作計劃，ARM 和 Cadence 在其中發揮著重要作用。支持 CSA 標準對于使用 UCIe 進行多晶粒小芯片連接的小芯片的廣泛行業采用至關重要。Cadence UCIe IP 最近獲得了 ISO 26262 ASIL-B 認證，用于小芯片的汽車功能安全。

“你可以擁有多個具有獨立 NPU 的芯片，以實現芯片和軟件的可擴展性，”她說?！澳梢允褂猛耆嗤?Zena CSS 并圍繞它進行構建以實現一致性。”

ARM 已與 Amazon AWS、Cadence Design Systems、Siemens EDA 和 Synopsys 合作開發工具，以便在云中的 CSS 上運行軟件，以便在芯片可用之前很久就開始開發。例如，Synopsys 與 50 多家 OEM 和一級供應商合作，使用虛擬原型技術并開發了 1,000 多個汽車虛擬模型。

Synopsys Platform Architect 允許汽車硬件和軟件架構師使用早期模型來探索和預測關鍵指標，例如延遲、帶寬、爭用以及在特定 Zena CSS 配置上執行的應用程序工作負載的利用率。

電子數字孿生包括用于 Zena CSS 的 Virtualizer 開發套件 （VDK），用于模擬基于域和區域 E/E 架構。借助這些 eDT，團隊可以為模擬域中的應用程序開發和測試軟件，從而減少對物理硬件的需求。這種方法可以更快地交付軟件，有助于減少缺陷，并簡化硬件/軟件協同設計流程。

它還與 Vector Informatik 合作開發 SIL 套件開源庫，并與 Continental、Elektrobit、IPG Automotive 等合作，將虛擬原型設計功能集成到他們的解決方案中。

軟件正在成為開發的關鍵因素，對于 AI 定義的汽車，開發人員可以使用虛擬平臺在真實仿真中結合 RTL 仿真來驗證 AI 工作負載和邊緣推理行為。云工具還支持在部署到汽車之前在云中進行軟件測試，從而加速芯片和軟件的開發和驗證。

Cadence Design Systems 的 Helium Studio 與 Palladium 仿真和 Protium 原型系統配合使用，隨著設計的進展，在混合平臺上使用實際的 SoC 硬件進行早期軟件驗證。Helium Studio 還支持使用多個用于汽車的小芯片和嵌入式邊緣的可擴展開放式架構 （SOAFEE） 進行開發。SOAFEE 社區正在為 Zena CSS 上的數字駕駛艙和娛樂系統設計開發藍圖，以便在機艙中使用 AI 進行檢測和語音控制。這些藍圖使用 SystemReady 認證和合規性計劃以及行業標準 API 在 CSS 之上工作。

Siemens Digital Industries Software 還在其 PAVE360 軟件中增加了對 Zena CSS 的支持，該軟件專為軟件定義汽車而設計。

Arm 汽車業務線汽車產品和軟件解決方案副總裁 Suraj Gajendra 表示：“AI 定義汽車時代是帶來全新車內體驗的機會，但它需要更快的開發和部署速度?！苯柚鏖T子 PAVE360 等虛擬平臺解決方案，Arm 使我們的合作伙伴能夠在物理芯片可用之前就開始在 Zena CSS 上進行軟件開發。 顯著縮短了新軟件解決方案的開發時間。

Siemens Digital Industries Software 混合動力和虛擬系統副總裁 David Fritz 表示：“我們與 ARM 的合作表明，僅靠軟件定義車輛開發已經不夠了，現在需要通過并行開發整車系統來感知整個流程，以幫助確保整個系統滿足要求，并且需要持續驗證。我們使客戶能夠跨電子、硬件和應用開發開發多域數字孿生，以進行驗證和集成，包括整個片上系統 （SoC）、電子/電氣 （E/E） 系統和車輛開發流程。

PAVE360 作為西門子 SDV 框架的一部分，匯集了 Innexis 軟件環境、Veloce 硬件輔助驗證和確認系統、用于產品生命周期的 Teamcenter 軟件、用于應用程序生命周期管理 （ALM） 的 Polarion 以及用于仿真的 Simcenter Prescan 和 Simcenter Amesim 軟件，為軟件定義開發提供了一種集成度更高的方法。

這允許開發人員在芯片可用之前使用 PAVE360 為 Zena CSS 開發軟件，并且在 SOAFEE 社區中，虛擬原型環境將成為啟用 SOAFEE 藍圖的關鍵技術。然后，開發人員可以對系統內軟件進行功能驗證，并對 SoC 算法和硬件/軟件交互進行準確建模，從而幫助緩解軟件定義和系統感知型車輛開發帶來的不可避免的挑戰。

ARM 表示，它正在努力為 SystemReady 進行擴展，以便在 2025 年底之前為跨不同硬件工作的汽車應用程序的作系統和軟件堆棧提供擴展。