NXP S32G : passerelle unifiée pour véhicules connectés nouvelle génération

LAS VEGAS — NXP Semiconductors a dévoilé le S32G, une fusion monocip d'un microprocesseur automobile et d'un processeur réseau entreprise, selon Ray Cornyn, VP et GM Produits Dynamique Véhicule. Le S32G sert de passerelle centrale pour voitures connectées, délivrant réseautage grade entreprise, support ADAS avancé et communications sécurisées robustes.

Ce qu'implique le NXP S32G (Source : NXP Semiconductors)

Un regard plus proche à l'intérieur du S32G révèle une liste de souhaits d'OEM auto pour véhicules nouvelle génération 2021 et au-delà.

Parmi les souhaits : mises à jour logicielles over-the-air — à la Tesla — pour rendre les véhicules « mise à jour logicielle », passage à nouvelles architectures véhicule basées domaines (consolidation ECU), fonctions de sécurité renforcées (incluant détection/détection d'intrusion), capacité du véhicule à analyser données en edge sans dépendre constamment du cloud, et sécurité upgradée à ASIL D.

Dans les « véhicules connectés », les OEM auto cherchent de nouvelles opportunités business, incluant modèles abonnement et assurance basée usage.

« C'est une tendance mondiale parmi les OEM auto d'apporter toutes ces nouvelles opportunités et capacités aux véhicules nouvelle génération », a dit Brian Carlson, directeur, gestion ligne produit processeurs réseau véhicule chez NXP.

Si une voiture mise à jour logicielle est l'objectif de l'industrie auto, le S32G semble conçu pour rapprocher les OEM auto d'un pas.

Phil Magney, Fondateur et Principal chez VSI Labs, a observé que le S32G « est conçu pour servir de passerelle vers le traitement de domaine centralisé, qui est l'architecture supportant la voiture définie par logiciel. De plus, les nouvelles architectures véhicules doivent supporter d'énormes volumes de données à travers multiples interfaces. »

Il a noté : « Jusqu'à ce point, le réseautage a été un peu une réflexion après-coup. Mais en réalité, c'est assez critique car il y a tant de données qui bougent dans le véhicule. Le S32G peut gérer toute la plomberie et la sécurité, timing et exigences de sécurité associées. » Il a ajouté qu'il y a beaucoup de contrôleurs réseau conçus par grands fournisseurs puces et Tier Ones. Mais parmi les processeurs réseau existants, « je n'ai rien vu qui agrège tout dans une puce comme le S32G. »

Le nouveau processeur est déjà en échantillonnage, et les OEM auto testent actuellement le S32G, a dit Carlson. Pour démontrer l'attrait du S32G parmi acteurs automobiles clés, NXP, dans son communiqué, a partagé une citation de Bernhard Augustin, directeur développement ECU conduite autonome chez Audi : « Nous avons trouvé la combinaison unique de réseautage, performance et fonctions sécurité du processeur S32G idéale pour utilisation dans notre contrôleur de domaine ADAS prochaine génération. »

Famille de processeurs S32

Le S32G fait partie de la famille de processeurs S32 de NXP basée sur une architecture unifiée de MCU haute performance, MPU, accélération spécifique application et interfaces.

La famille S32, conçue pour être évolutive, permet aux développeurs de créer du logiciel dans un environnement uniforme à travers plateformes d'application.

L'objectif est de laisser les développeurs réutiliser leur travail R&D coûteux, raccourcissant le time-to-market alors que l'industrie auto fait face à changements rapides d'architectures véhicule sur les prochaines années.

NXP a noté que la plateforme maintient « qualité automobile, fiabilité et performance ASIL D à travers multiples espaces d'application dans les véhicules. »

Processeur réseau véhicule

Premièrement et avant tout, le S32G fournit un niveau sans précédent de capacités de réseautage et traitement.

Montré dans le diagramme de blocs ci-dessous, le processeur S32G incorpore des cœurs microcontrôleurs Arm Cortex M7 en lock-step et une capacité industrie-première de lock-step de clusters de cœurs d'application Arm Cortex-A53.

Alors que la quantité de données collectées et transportées dans un véhicule croît exponentiellement, la capacité du processeur à accélérer réseaux auto et paquets Ethernet devient de plus en plus critique, a expliqué Carlson.

C'est une chose de vanter la capacité d'un processeur réseau à gérer de grosses données. C'en est une autre si la puce peut réellement accélérer le traitement de données. Sans accélération, le réseau véhicule peut facilement s'engorger, a dit Carlson, rendant impossible pour le nouveau véhicule d'offrir services critiques avec la performance réseau déterministe demandée par les OEM auto.

Les processeurs S32G sont conçus pour décharger les couches de transport pour que son moteur de communication atteigne faible latence, a noté. Le S32G dispose de « blocs d'accélération réseau » conçus pour réseaux auto et Ethernet.

Inclus dans les fonctions réseau du S32G : 20× interfaces CAN/CAN FD, 4× interfaces Ethernet Gigabit, et une interface PCI Express Gen 3.

En comparaison, Magney a noté que Tesla « supporte six canaux CAN, quatre canaux Ethernet, et huit lignes série pour les caméras. » Appelant Tesla « un proxy pour architectures véhicule futures », Magney a dit : « Pas surprenant, NXP fournit contrôleurs Ethernet et CAN à Tesla. »

Autres fonctions clés intégrées dans le S32G sont la sécurité et la sûreté.

Le S32G, comme tous les processeurs de plateforme S32, embarque une accélération matérielle sécurité haute performance, avec support infrastructure clé publique (PKI) pour gestion de clés de confiance, activé par son Moteur Sécurité Matériel (HSE). Le HSE pare-feu est la racine de confiance supportant démarrage sécurisé, fournissant services sécurité système, et protégeant contre attaques par canaux auxiliaires.

Côté sûreté, les processeurs S32G offrent capacités ASIL D complètes, incluant cœurs microcontrôleurs Arm Cortex M7 en lock-step et capacité industrie-première de lock-step de clusters de cœurs d'application Arm Cortex-A53, permettant nouveaux niveaux de performance sûreté avec OS haut niveau et support mémoire plus large.

Polyvalence du S32G

Carlson de NXP a souligné que la beauté du S32G réside dans sa polyvalence. Le S32G peut être utilisé en beaucoup d'endroits différents dans un véhicule — allant de processeur porte à contrôleur de domaine et processeurs sécurité ADAS.

Où dans un véhicule le S32G peut être utilisé (Source : NXP)

Magney de VSI Labs a observé : « Le S32G apparaît complémentaire à beaucoup de contrôleurs de domaine AV ou ADAS car il consolide une poignée de puces en une. » Il a ajouté : « Sinon, la fonctionnalité du S32G serait dispersée avec multiples transceivers et contrôleurs pour gérer tout le trafic de données. Le S32G contient aussi tous les éléments critiques de timing, mémoire, sécurité et accélérateurs réseau nécessaires pour supporter toutes les données passées dans le véhicule. »