电子产品世界

除了这些不同的处理内核，这个系统芯片上还有许多其它部件，包括内存、缓存、输入/输出端口、安全功能等等。这些系统芯片架构支持集成，反过来则有助于汽车原始设备制造商应对全球竞争压力。

异构多核系统芯片

到目前为止描述的范围涉及多个电子部件和各个部件间的通信。随着处理能力和整合功能的提升，先进的硬件设计和软件开发技术必不可少。因此，MentorGraphics 使用异构多核开发工具开发了业界首个能够提供全面的商业运行环境的解决方案，该方案可以选择整合 AUTOSAR 标准。德州仪器的异构多核 Jacinto 6平台便是拥有这样一个系统芯片环境的例子(图3)。

在异构多核系统芯片上整合范围。

异构系统芯片开发挑战

当项目从松散连接系统的离散开发搬到集成的异构环境中时，可能会出现巨大的开发挑战。在离散开发时通常不会出现这些挑战，因为开发人员能够在他们自己设备的范围内进行设计、开发、测试和优化，他们只需设计和测试与系统其他部分的通信接口。

但是如今通过异构集成，嵌入式开发人员必须解决许多新的挑战，包括：

系统架构

由于一个系统芯片拥有许多异构核心，他们拥有许多选择来向处理器内核、GPU 设备、内存、输入/输出端口以及如今广泛获得并可能共享的其它资源分配操作系统和应用。开发人员如今需要考虑架构如何才能最大程度满足系统需求。

配置

架构师不仅需要考虑系统布局，他们还需要一种方法来配置系统。按照以往的经验，初步拟定的架构可能不会按照架构师预期的运行，因此开发人员需要能够快速地重新配置系统并且确定是否能够满足系统需求。这个过程可能需要进行手动配置，较为缓慢，浪费了宝贵的开发周期。

启动

在离散使用案例中，每个操作环境在其自己的硬件上启动。而在异构多核的使用案例中，多个操作系统通常需要使用一个特定的序列启动，因此开发人员需要根据系统要求并且考虑到系统芯片上硬件的共同特性找到一种以协调的方式启动系统不同部分的框架和方法。在汽车环境中，控制器局域网通常需要在50毫秒内启动，这样才能托管于更低功耗的内核。功率更强大的搭载信息娱乐系统的内核可能需要更长的时间来启动。

调试

集成系统时，开发人员和测试人员需要找到一种方法来将系统视为一个整体。他们需要了解每个操作系统和应用环境是怎样工作的。他们需要知道哪里可能存在共享资源争用，或处理器、总线或设备的饱和。他们需要找到一种方法来了解系统某一部分的行为如何影响系统的另一部分，或被另一部分影响。开发人员需要一种方法来优化系统的整体性能。

隔离

设计人员需要确保，如果系统的一部分由于不良编程或恶意企图发生故障，集成系统的其它部分不会受到影响，或者整个系统不会被累及或整体瘫痪。

设备共享

由于可能有很多操作系统环境和应用集成到同一个系统，服务于这些功能需求的硬件设备可能有限。这可能需要共享有限的硬件资源。设计师和开发人员需要一种方法来共享这些设备，同时保证单项功能不受影响。

处理器间通信(IPC)

多个应用整合到同一个系统芯片上需要一种方法来让这些应用互相之间或与系统之间能够通信。鉴于集成系统的异构性，这催生了对处理器间通信架构的需求，这种架构要能够根据不同的应用扩展升级，包括开源软件和注重 IP 保护的专有软件环境。比如，在同一个多核系统芯片上共享仪表和信息娱乐系统时，就可以使用 VirtIO 或 RPMsg 等安全通信连接在这两个领域共享有关车辆位置和速度的信息。

安全

凭借离散架构，系统设计师可以整合与外界连接的嵌入式设备内的某项独立功能，并使任何外部恶意攻击远离系统的其余部分。在集成过程中，这些安全功能可集成到一个异构多核系统芯片上，但系统芯片上硬件和其它设备的共享性质又给阻挡攻击带来了新的挑战。随着蓝牙和 Wi-Fi 等无线通信媒介越来越多地使用于汽车中，拒绝服务攻击的潜在访问点数量也在增加。

结论

现在人买汽车都希望有高性能多媒体、无线连接、语音处理、导航和位置服务以及车身各处多个摄像头和音频视频资料支持(仅举几例)。这些需求从而推动了对半导体厂商新的芯片系统解决方案的需求。异构多核系统芯片也必须支持多个网络接口，来实现与 AUTOSAR 及汽车中多个不同网络硬件层的使用安全软件协议的其它电子控制单元之间的通信。

受业务趋势的推动，系统集成和新的硬件异构系统芯片架构需求应运而生。原始设备制造商、设备制造商和设计团队需要把握这一趋势。毋庸置疑，随着越来越多异构系统的出现，传统的车内系统开发方法将被瓦解。

关键词： SoC 集成车载 信息娱乐 仪表