ADAS-Prozessoren integrieren funktionale Sicherheits-MCU

LAS VEGAS – Texas Instruments hat ADAS- und Gateway-Prozessoren – TDA4VM und DRA829V – eingeführt, die auf der neuesten Jacinto-Plattform von TI basieren und für den Massenmarkt von ADAS-Fahrzeugen entwickelt wurden.

Dieser Schritt unterstreicht die Entscheidung mehrerer führender Automobilhersteller, von ihrem ursprünglichen Engagement für vollautonome Fahrzeuge zurückzutreten.

In einem aktuellen Interview mit EE Times , Curt Moore, General Manager und Product Line Manager für Jacinto-Prozessoren, räumte ein, dass auch TI bei seinen Automobilprozessoren der nächsten Generation vor dem Dilemma stehe, „wo wir unsere Zeit investieren wollen“. Die nachdrückliche Antwort von TI bestand darin, Prozessoren auf Auto-Niveau zu entwickeln, die "Edge, Safety und Security" berücksichtigen, aber auf "Erschwinglichkeit und Zugänglichkeit von Halbleitern" setzen.

„Wir wollten Automobilprozessoren entwickeln, die skalierbar und auf eine breitere Palette von Fahrzeugen anwendbar sind, einschließlich kostengünstiger und erschwinglicher Autos für jüngere Fahrer und solche mit geringem Einkommen“, erklärt Moore.

ADAS- und Gateway-Prozessoren

TDA4VM-Prozessoren sind für ADAS gedacht, während DRA829V-Prozessoren für Gateway-Systeme entwickelt wurden, die „alle Installationsanforderungen erfüllen“, bemerkte Moore. Dazu gehören laut TI spezialisierte On-Chip-Beschleuniger, um datenintensive Aufgaben zu beschleunigen.

Sowohl TDA4VM- als auch DRA829V-Prozessoren enthalten auch einen Mikrocontroller für funktionale Sicherheit, sodass OEMs und Tier-1-Zulieferer „sowohl sicherheitskritische ASIL-D-Aufgaben als auch Komfortfunktionen mit einem Chip unterstützen können“, so TI.

Am wichtigsten ist vielleicht, dass sich sowohl ADAS- als auch Gateway-Prozessoren eine Softwareplattform teilen. Moore sagte:„Entwickler können dieselbe Softwarebasis von High-End- bis hin zu Low-End-Fahrzeugen verwenden.“

Auf die Frage nach den beiden neuen Prozessoren von TI sagte Phil Magney, Gründer und Direktor von VSI Labs, gegenüber der EE Times , „Ich sehe sie als großartige Begleiter, da beide notwendig sind, um die neuesten Trends in softwaredefinierten Architekturen zu unterstützen. Zusammen können diese Prozessoren die hohen Verarbeitungsanforderungen des automatisierten Fahrens erfüllen.“

Magney erklärte:„Die Umgebungsmodellierung wird sehr prozessorintensiv, wenn man alle Eingaben berücksichtigt, die zur Unterstützung der Aufgabe in Echtzeit erforderlich sind. Darüber hinaus benötigen Sie die Datenkapazitäten, das Timing und die Synchronisation aller Sensordaten. Darüber hinaus braucht man die Sicherheit, die in diese Chips eingebaut ist.“

Das richtige Maß an Autonomie?

Mit den neuen Prozessoren hofft TI, das richtige Maß an Autonomie in neuen Fahrzeugen zu ermöglichen.

Er nannte Level-4- und Level-5-Autos „noch in der Entwicklungsphase“ und wies auf „Eckfälle“ hin, die vollautonome Fahrzeuge noch lösen müssen, und auf „gut definierte Anwendungsfälle“ [und Betriebsdesign-Domänen], die für höher ausgeschrieben werden müssen - Ebene autonome Fahrzeuge. Angesichts dieser Herausforderungen für die vollständige Autonomie sagte Moore:"Dies wird eine langsame Reise" von den aktuellen Fahrzeugen der Stufen 2 und 2+.

TI schwört jedoch nicht auf übergeordnete ADAS-Funktionen. Tatsächlich wurde der neue ADAS-Prozessor von TI, TDA4VM, entwickelt, um eine viel bessere Sichtbarkeit bei Geschwindigkeiten zu erreichen, die für die On-Chip-Analyse erforderlich sind.

Konkret unterstützt der TDA4VM hochauflösende 8-Megapixel (MP)-Kameras, die weiter sehen, möglicherweise sogar bei Nebel und Regen. TDA4VM-Prozessoren können auch vier bis sechs 3-MP-Kameras gleichzeitig betreiben.

Sameer Wasson, Vice President und General Manager des Geschäftsbereichs Prozessoren von TI, sagte gegenüber der EE Times dass die neuen ADAS-Prozessoren auch in der Lage sind, andere Sensoren zu verschmelzen – darunter Radar, Lidar und Ultraschall. „Unser Ziel ist es, Autoherstellern und Tier-1-Unternehmen die Entwicklung skalierbarer, aber praktischer Autos zu ermöglichen.“

Der neue ADAS-Prozessor TDA4VM von TI ist nicht nur hochintegriert, sondern auch in der Lage, eine Vielzahl sensorischer Daten zu fusionieren. (Quelle:TI)

Magney glaubt, dass der TDA4VM in dem Sinne skalierbar ist, dass er „das vollständige 360-Situationsbewusstsein für High-End-ADAS- oder automatisierte Fahranwendungen verarbeiten kann“.

Abgesehen von der Fähigkeit des ADAS-Prozessors, die Multilevel-Verarbeitung in Echtzeit effizient zu verwalten, liegt der Schlüssel darin, dass er die Aufgabe innerhalb des Leistungsbudgets des Systems erledigen kann. „Unsere neuen Prozessoren führen leistungsstarke ADAS-Operationen mit nur 5 bis 20 W Leistung aus, wodurch eine aktive Kühlung überflüssig wird“, behauptet TI.

Deep Learning

TI behauptete auch, dass die neueste Jacinto-Plattform verbesserte Deep-Learning-Funktionen bietet. Angesichts der Tatsache, dass die Plattform vollständige Programmierbarkeit bietet, sagte Moore, dass der SoC ihre eigene Wahrnehmung ermöglicht, wenn OEMs oder Tier 1 ihre eigene Vision/Kamera/Sensor-Fusion einrichten möchten.

Einige Analysten sind jedoch frustriert über die spärlichen Details, die TI für seine ADAS-Prozessoren bereitgestellt hat. „Jetzt sagt TI, dass der TDA4VM Deep Learning verarbeiten kann, aber es werden keine Spezifikationen oder Details preisgegeben, geschweige denn seine Leistung“, sagte Mike Demler, Senior Analyst bei The Linley Group. Auf die Frage, wie TDA4VM gegen die EyeQ-Chips von Intel/Mobileye abschneiden könnte, erwähnt TI jetzt AEB (automatische Notbremsung) und Selbstparken, die mindestens [Mobileyes] EyeQ3-Fähigkeiten erfordern. Aber nochmal… wie viel Leistung? Wir wissen es nicht.“

Magney von VSI Labs bemerkte auch, dass es nicht einfach sein wird, TDA4VM mit den EyeQ-Chips von Mobileye zu vergleichen. Er bemerkte:„Die enge Integration von Prozessor und Algorithmen macht Mobileeye zu einem starken etablierten Unternehmen auf diesem Gebiet.“ Der Vorteil von TI könnte darin liegen, dass "OEMs sich beim Übergang von ADAS zum automatisierten Fahren mehr Freiheit bei der Entwicklung ihrer eigenen Algorithmen wünschen."

Softwaredefiniertes Auto

Auch TI hält den Wunsch der Automobilhersteller, Over-the-Air-Updates (OTA) zu ermöglichen, im Zaum – mit dem Ziel, softwaredefinierte Autos zu ermöglichen.

„OTA ist im Allgemeinen nicht möglich, ohne Architektur-Upgrades in einem Auto zu geben“, bemerkte Moore. Angesichts der Bedeutung einer sicheren Konnektivität, die für Software-Updates erforderlich ist, "sehe ich nicht, dass Auto-OEMs OTA ohne Gateway-Prozessor oder nur mit einer alten dummen MCU verwenden", fügte er hinzu.

Zu diesem Zweck beschrieb Moore den DRA829V-Prozessor von TI so, dass er den Automobilherstellern „eine riesige Schrittfunktion am Anfang ihrer Reise zur Sicherung von OTA“ bietet.

TI stellte fest, dass neue Gateway-Prozessoren „höhere Datenmengen verwalten und die sich entwickelnden Anforderungen an Autonomie und verbesserte Konnektivität unterstützen.“

TI behauptet, das erste Unternehmen zu sein, das PCIe und GbE/TSN in seinen Gateway-Prozessor integriert. (Quelle:TI)

TI bezeichnete den DRA829V-Prozessor auch als „den ersten in der Branche, der einen PCIe-Switch auf dem Chip integriert und zusätzlich einen 8-Port-Gigabit-TSN-fähigen Ethernet-Switch für schnellere Hochleistungs-Computing-Funktionen und Kommunikation im gesamten Fahrzeug integriert.“

Wie groß ist es also für TI, PCIe und GbE/TSN in seinen Gateway-Prozessor DRA829V zu integrieren?

Demler sagte:„Sieht so aus, als hätte es einen 8-Port-Switch, was mehr ist als das, was der kürzlich angekündigte 2x-Switch von NXP bietet.“ Er fügte jedoch hinzu, dass die DRA829V-Prozessoren nicht genau mit dem S32G von NXP übereinstimmen, der als vollwertiger Netzwerkprozessor konzipiert wurde.

Aber auf einer höheren Ebene adressieren sowohl NXP als auch TI die gleichen Trends in der Automobilarchitektur, resümierte Magney. „Sie haben riesige Datenmengen zu handhaben und brauchen die Leitungen, um das zu unterstützen.“

Verfügbarkeit

Moore von TI stellte fest, dass sich sowohl TDA4VM- als auch DRA829V-Muster bereits seit Mai in den Händen einer großen Anzahl von Kunden befinden.

Laut TI können „Entwickler sofort mit den Entwicklungskits für Jacinto 7-Prozessoren beginnen und die neuen Evaluierungsmodule TDA4VMXEVM und DRA829VXEVM auf TI.com für jeweils 1.900 US-Dollar kaufen.“

Die Vorserien-Prozessoren TDA4VM und DRA8329V sind ab sofort nur bei TI für 97 US-Dollar in einer Stückzahl von 1.000 Stück erhältlich. Die Serienproduktion wird voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte 2020 verfügbar sein.