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Cadence汪晓煜:数智赋能,汽车电子走向智能系统设计时代

来源:爱集微

#cadence#

#EDA#

#中国芯#

2022-11-18

11月16日至18日,由国家工信部、安徽省人民政府主办的2022世界集成电路大会(WCIC2022)在合肥隆重召开。在17日举行的2022(第十七届)“中国芯”集成电路产业促进大会高峰论坛上,Cadence(楷登电子)副总裁,中国区总经理汪晓煜发表了题为《数智赋能,共创未来》的主旨演讲。

Cadence副总裁,中国区总经理汪晓煜

数智时代的汽车电子进化

汪晓煜首先指出,随着千行百业以空前深度推进数字化、智能化转型,必然产生海量的数据,而挖掘大数据资源的过程,从存储、分析、计算、训练、学习,都需要半导体芯片提供支撑,“这些驱动力叠加在一起,形成了强大的推力,在推动整个半导体产业向前发展”。根据IBS预测,2027年全球半导体产值有望较2021年增长一倍,增量空间巨大。

在汪晓煜看来,三大新兴应用领域将成为半导体产业维持高速增长的驱动力。

在AR/VR领域,“从去年开始已经慢慢看到了整个产业开始加速发展的迹象”,汪晓煜展望,如果电子光学、网络通讯、人机交互技术有进一步突破,方案日益成熟,AR/VR甚至可以成为与PC和手机同等市场体量的产品形态,有望在未来5-10年持续推动半导体市场。

在5G领域,尽管当前智能手机市场遭遇短暂逆风,但5G加速渗透的趋势依然明朗,5G手机的半导体芯片价值量较4G有大幅提高,随着5G手机销量增长,应用场景突破,同样将有力推动半导体市场增长。

而在汽车领域,据预测,全球电动汽车产量将从今年的850万台,增长至2030年的4100万台,而在汽车智能化,网联化,电动化潮流推动下,半导体器件占单车价值量大幅提升,车用半导体市场规模也有望从今年的491亿美元,增长至2030年的1523亿美元。

不过在供给端,车用半导体供应链瓶颈仍未完全缓解,这一方面表现为车规半导体器件的短缺,另一方面,高阶辅助驾驶、智能座舱等所需的定制化SoC芯片仍有空白尚待填补,这样的供需格局下,汽车半导体产业可以观察到三个关键趋势:

越来越多整车企业与Tier-1供应商开始涉足SoC设计;

传统半导体厂商纷纷加大汽车市场布局;

初创企业正涌入自动驾驶平台、传感器赛道。

不过汽车电子对于新进入者存在明显的技术壁垒,汽车电子是一个复杂的系统工程(System of Systems),以汽车智能化为例,就需要集成ADAS、ECU、车载以太网、信息娱乐等不同子系统。

汪晓煜提出,当前汽车电子业已形成四个边界清晰、定义明确的焦点技术领域,分别是自动驾驶、信息娱乐、功能安全、系统设计,对汽车半导体也带来不同的影响。

在自动驾驶技术域,光学、微波、激光等多模态传感器数据融合、处理和实时决策对高性能计算(HPC)产品制程、架构升级的需求与日俱增;

在信息娱乐技术域,不仅包括了需要承载驾驶辅助和娱乐交互的车内“大屏”,还需要考虑5G乃至未来V2X车路协同所需的车辆与外部连接性;

在功能安全技术域,为满足ISO26262对车用电子产品全生命周期的可靠性要求,需要在器件设计阶段就匹配完善的设计工具、workflow和IP解决方案;

在系统设计技术域,亟需可以满足从芯片到电路板、组件、总成乃至整车的多集成级别、多物理场仿真和联合设计平台。

在汽车电子领域技术不断发展的同时,整车电子架构也正在发生从领域为中心向区域为中心的“范式”转变,演讲中,汪晓煜分享了可伸缩区域架构(Scalable Zonal Architecture)的概念。

在这一架构中,传统基于功能的子系统实现连接的解耦,不同子系统的传感器、执行器“就近”连接多功能区域控制器,可以实现极低的数据传输延时,不同区域节点之间再通过车辆以太网总线和智能网关实现功能融合与系统备份,显而易见,这样的分布式架构具有良好的可扩展性,可通过软件定义灵活实现不同功能,并大幅降低了传统范式下系统复杂化带来的布线挑战和可靠性问题。

创新设计平台回应技术挑战

汪晓煜指出,新能源汽车“智能移动空间”的愿景要化为现实,不可避免将面临一系列挑战。

对于汽车电子而言,与消费电子最大的不同或许就是对功能安全与可靠性的极致追求,汪晓煜还提到,Cadence基于多年技术与产业积累,已经推出了全新的Midas设计平台,为汽车模拟和数字芯片开发全流程提供基于FMEDA功能安全设计和验证的统一方案,帮助新进入这一领域的整车企业等类型厂商快速开发芯片产品。

在深入洞察汽车电子技术发展趋的基础上,Cadence业已提供了一系列针对性汽车电子解决方案。

针对高阶辅助驾驶乃至自动驾驶领域AI加速渗透带来的高性能处理器需求,Cadence可提供一系列ADAS所需的先进SoC处理、接口IP模块,均满足ISO 26262功能安全标准和AEC-Q100质量控制标准,并配套完善的SDK软件与开发工具链,可助力客户快速开发差异化的解决方案,有效缩短产品研发上市周期。

以代表性的Tensilica系列IP为例,可满足各类ADAS硬件加速平台需求,其DSP内核Tensilica ConnX针对微波、Lidar传感器数据处理的不同性能需求设计,提供性能、功耗和面积理想组合;而DSP内核Tensilica Vision与Tensilica AI集成,则可轻松实现光学传感器数据处理。

针对信息娱乐领域智能座舱和车联网需求,Tensilica系列IP同样可支持实现广泛的导航、娱乐、通信、显示、3D仪表盘和ADAS功能,起到车载信息娱乐系统关键赋能者的角色,提升用户使用体验。

尤其是在语音应用上,Tensilica HiFi IP功耗优势明显,拥有包括杜比在内极为广泛的音频应用合作伙伴生态,可支持超过200种编解码制式和软件增强包,业已成为该应用领域的“金标准”,已被全球车企广泛采用,出货量达数十亿颗。

针对功能安全领域覆盖产品全生命周期的可靠性要求,Cadence的Midas功能安全平台融入以失效模式影响与诊断分析(FMEDA)驱动的设计验证实现流程,确保车规产品开发中能达到每个安全性目标的诊断覆盖率,从而有效度量数字、模拟半导体器件设计是否已符合相应的安全标准,在实施中,可自动化完成功能安全标准所需的冗余、纠错等设计要求。

针对系统设计中从IP、芯片、电路板、电子电气架构、以太网络、总成、整车乃至云端的不同集成级别设计、仿真需求,可以通过Cadence提供的一站式设计平台得到解决。

汪晓煜还强调,面向系统设计正是基于Cadence对半导体产业发展趋势的洞察,随着半导体制程工艺不断逼近物理极限,异构乃至异质器件的系统集成,将是延续摩尔定律乃至“超越摩尔”的希望所在。

事实上,赋能端到端系统的智能系统设计(ISD),也正是这家老牌EDA厂商对自身所提出的全新定位,汪晓煜谈到,越来越多的半导体厂商“不只是做单纯的芯片开发,还会开发模块、模组、系统”,因此Cadence提出智能系统设计的战略,旨在将其芯片开发方面的knowhow、算法结合人工智能技术,为系统设计领域带来革新。

为此,Cadence近年来还积极展开外延并购,收购了多家计算流体力学(CFD)领域优质企业,并整合成新一代的流体仿真平台-Fidelity CFD,适用于透平机械、航空航天、汽车等行业的快速高精度计算,其价值被业内一众头部客户认可。汪晓煜透露,在对于空气动力学性能极其严苛的F1赛场,著名车队迈凯伦今年与Cadence达成长期合作,Cadence将为其提供空气动力学设计仿真完整解决方案。

从器件、系统到云端,Cadence正一如既往陪伴着半导体产业拥抱时代潮流,赋能普适智能、系统创新和卓越设计。(校对/萨米)

责编: 武守哲

李沛

作者

微信:lp_sh2015

邮箱:lipei@ijiwei.com

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