汽车电子系统设计变革：多核处理器成基本选择

汽车产业应该改变开发汽车电子系统的设计方式。减少电子控制单元（ECU）的数量，以及集成更多的功能，是推动这种变化的两个主要因素。由于更多的功能通常要求ECU具有更高的性能和计算能力，因此，上述两个因素似乎陷入了众所周知的两难处境。

减少ECU数量主要是为了节省成本，包括功耗、电磁兼容（EMC）、印刷电路板（PCB）面积和线缆问题。减少ECU，也能降低ECU之间的通讯，从而降低系统复杂性和成本。

减少ECU数量可以从多个方面影响成本：

硬件成本：更有效率的系统架构可以降低目前在不只一个控制单元中存在的硬件冗余。而且，更少的节点和多工器以及更加分散的负载，可以降低汽车网络系统的复杂程度，并使之更加简洁。

开发成本：ECU数量减少，使系统得到简化，而且可能基于AUTOSAR和GENIVI等汽车电脑平台，或QNX和Microsoft Auto等自有平台，显然有利于缩短开发时间。由于可重复使用许多软件成分，使用这类平台将进一步降低软件成本，也可以根据地区或细分市场的要求，在生产链的最后阶段选择汽车配置。

维护成本：灵活和精干的控制单元也有利于系统更新和升级，尤其是在依赖标准软件平台的时候。

根据上述因素判断，似乎未来的汽车系统将类似于基于PC的架构，其中软件将扮演更加重要的角色。IHS公司设想，这将是软件定义汽车的时代，导航、远程信息处理和通讯等硬件功能都将作为软件应用，由几个中央ECU加以处理。另外，系统更新和升级也可以通过下载新的软件包以远程方式实现。

上面提到的集成问题也与计算能力等系统性能要求有关。由于未来的汽车中集成新的功能，预计计算能力需要大幅提高。这些功能包括信息娱乐、远程信息处理和导航等。此外，传统的动力总成、底盘和ADAS功能也将增添功能，而这些功能需要更多的技术，尤其是计算能力。逐步改善的安全性与更高的燃油效率，将需要更多更新的电子器件，其中多数需要更高的计算能力。

虚拟可以服务于多任务系统，并有利于使汽车ECU合理化，从而实现成本更低和更有效率的解决方案。但是，虚拟系统只能用于中低性能的系统。虚拟能够为现有系统提供便宜和平稳的解决方案，帮助原有系统过渡到下一代和高端系统，这些系统基于开放源操作系统。

因此，IHS公司认为，多核架构长期来看将是汽车电子的基本选择，可以满足正在浮现的以及未来对高性能、维修控制以及功耗的要求。

市场供应情况与指标

多核处理器已经用于汽车系统。飞思卡尔半导体提供速度为130MHz的双核处理器。作为OEM厂商，宝马是率先采用多核架构的厂商之一，已经在宝马赛车中采用了飞思卡尔的解决方案。预计宝马也将在未来的1系列、3系列和X3车型中采用多核系统。

ARM最近宣布推出Cortex-R5和Cortex-R7 MPCore处理器，用于3G和4G移动设备，同样也面向汽车与工业应用。该ARM处理器系列覆盖很宽的高性能、实时嵌入应用，正好满足汽车市场的需要。

这些新产品特别适合要求高性能及高可靠性的嵌入应用。这些处理器提供一系列强调安全性的功能，包括所有外部总线中的错误管理、冗余双核系统和差错检验码（ECC）。这些产品还支持高频中断，以及快速及确定性的数据传输，用于实时的高安全性应用。

Luca De Ambroggi是IHS公司汽车电子资深分析师。