2022-01-07 11:34·佐思汽车研究
周彦武 SoC，系统级芯片，汽车系统级SoC主要面向两个领域，一是座舱，二是智能驾驶，这两者的界限现在正变得越来越模糊。随着汽车电子架构的演进，新出现了网关SoC，典型代表NXP的S32G274A。通常网关SoC不需要太强算力，不过S32G274A有4个Cortex-A53内核，达到低端座舱的水准。
英伟达Orin的内部框架图 ![]()
图片来源：互联网
Orin是一个典型的智能驾驶SoC，包含存储管理、外围、CPU、GPU和加速器。CPU、GPU、AI加速器以及连接子系统的总线或片上网络(NoC)是SoC的核心，因此本连载将对应这四个部分分四个章节带大家深入了解汽车SoC。目录如下：
系统级芯片白皮书
第一章 汽车SoC定义与简介
1.1、汽车SoC定义 1.2、SoC设计流程 1.3、车规认证之AEC-Q100 1.4、AEC-Q100测试流程及说明 1.5、目前与未来常见座舱与智能驾驶SoC算力统计 1.6、汽车芯片代工 第二章 CPU微架构
2.1、ARM架构CPU 2.2、现代计算机运算架构 2.3、冯诺伊曼架构Von Neumann Architecture 2.4、哈佛架构 Harvard Architecture 2.5、CPU微架构 2.6、定点与浮点 2.7、缓存与TLB 2.8、超标量计算 2.9、超流水线Super Pipeline 2.10、乱序执行OoOE 2.11、重排序缓存ROB 2.12、分支预测 2.13、CISC与RISC 2.14、微操作μ-op与宏操作marco-op 2.15、发射与执行 2.16、特斯拉座舱用AMD Zen2 CPU微架构分析 2.17、汽车功能安全的关键：ARM的多核调度DSU 2.18、RISC-V 2.19、ARMHPC专用平台 2.20、FPGA 第三章 GPU微架构与实例
3.1、GPU概览 3.2、GPU物理架构 3.3、SIMD与SIMT 3.4、GPU的CPU开销即Draw Call驱动开销 3.5、GPU的图形处理逻辑管线 3.6、CUDA 3.7、ARMMALI GPU 3.8、ARMMALI-G710 第四章 AI加速器
4.1、机器学习基础 4.2、深度学习基础概念 4.3、AI加速器门槛最低 4.4、存储最重要 4.5、高通AI100 加速器 4.6、AI芯片的关键是封装 第五章 芯片内互联NoC与Die间互联
5.1、ARM的片上总线 5.2、NoC（Network on Chip）片上网络 5.3、为什么要用NoC 5.4、汽车SoC的NoC IP霸主供应商——Arteris 5.5、Chiplet小芯片 5.6、Chiplet接口标准 5.7、CCIX缓存一致性联盟 5.8、CXL联盟
1.1 汽车SoC定义
广义而言，汽车领域算力稍强（2K DMIPS以上）的MCU都可算是SoC。
平均每辆车23个SoC ![]()
图片来源：Arteris
上图是SoC IP供应商Arteris 的IPO材料，Arteris认为平均每辆车有23个SoC。 一个典型的SoC结构包括以下部分：
- 至少一个微处理器(MPU)或数字信号处理器(DSP)，但也可以有多个处理器内核;
- 存储器可以是RAM、ROM、EEPROM和闪存中的一种或多种;
- 用于提供时间脉冲信号的振荡器和锁相环电路;
- 由计数器和计时器、电源电路组成的外设;
- 不同标准的连线接口，如USB、火线、以太网、通用异步收发和序列周边接口等;
- 电压调理电路及稳压器。
1.2 SoC设计流程
SoC设计流程 ![]()
图片来源：新思科技
一个完整的系统级芯片由硬件和软件两部分组成，其中软件用于控制硬件部分的微控制器、微处理器或数字信号处理器内核，以及外部设备和接口。系统级芯片的设计流程主要是其硬件和软件的协同设计。
由于系统级芯片的集成度越来越高，设计工程师必须尽可能采取可复用的设计思路。现今大部分SoC都使用预定义的IP核(包括软核、硬核和固核)，以可复用设计的方式来完成快速设计。在软件开发方面，协议栈是一个重要的概念，它用来驱动USB等行业标准接口。在硬件设计方面，设计人员通常使用EDA工具将已经设计好(或者购买)的IP核连接在一起，在一个集成开发环境(IDE)下集成各种子功能模块。
芯片设计在被送到晶圆厂进行流片生产之前，设计人员会采取不同方式对其逻辑功能进行验证。仿真与验证是SoC设计流程中最复杂、最耗时的环节，约占整个芯片开发周期的50%～80% ，采用先进的设计与仿真验证方法已成为SoC设计成功的关键。
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发表于 2022-1-7 22:36:30
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