Arm Zena CSS od wewnątrz: platforma obliczeniowa dla pojazdów zdefiniowanych przez AI

W branży motoryzacyjnej pojazdy stają się coraz bardziej inteligentne, połączone i zdefiniowane przez AI. Funkcje takie jak monitorowanie kierowcy w czasie rzeczywistym, konserwacja predykcyjna i adaptacyjny system informacyjno-rozrywkowy (in-vehicle infotainment, IVI), które kiedyś były dostępne tylko w modelach premium, szybko stają się standardem we wszystkich klasach nowych pojazdów. Jednocześnie, wraz z coraz krótszymi terminami, zmieniającymi się wymogami bezpieczeństwa i rosnącym zapotrzebowaniem na skalowalne obliczenia złożoność pojazdów stale rośnie.

Producenci samochodów i dostawcy układów scalonych potrzebują platformy obliczeniowej, która jest modułowa, zapewnia bezpieczeństwo, jest gotowa do obsługi oprogramowania i zapewnia wysoki poziom wydajności i energooszczędności, a jednocześnie ułatwia integrację i skraca czas rozwoju pojazdów.

Niemal każdy globalny producent OEM korzysta już z technologii Arm. Firma przygotowała więc platformę obliczeniową dla kolejnej fazy rozwoju motoryzacji – pojazdów zdefiniowanych przez sztuczną inteligencję – o nazwie Arm Zena CSS.

Nowy, zintegrowany CSS (compute subsystems), skracający cykl rozwoju układów scalonych

Zena CSS pierwszej generacji to znormalizowana, wstępnie zintegrowana i wstępnie walidowana platforma obliczeniowa oparta na najnowszych, sprawdzonych technologiach Armv9 Automotive Enhanced (AE). Łączy ona zweryfikowane, energooszczędne i wydajne rozwiązania IP, dedykowaną platformę Safety Island i Runtime Security Engine, referencyjne oprogramowanie sprzętowe oraz wsparcie programowe w kompletny układ CSS, gotowy do wdrożenia w układzie scalonym. To kompleksowe rozwiązanie daje producentom samochodów pewność szybszego działania, redukcji kosztów i ryzyka oraz dostarczania zróżnicowanych, inteligentnych rozwiązań dla pojazdów, od koncepcji do produkcji.

W branży, w której rozwój pojazdów trwa zazwyczaj od trzech do pięciu lat, Zena CSS pomaga znacznie skrócić czas dostarczania zarówno hardware, jak i oprogramowania. Teraz, gdy branża zmierza w kierunku pojazdów zdefiniowanych przez sztuczną inteligencję - gdzie inteligencja jest rozproszona w różnych domenach, a funkcje i obciążenia są stale aktualizowane bezprzewodowo, a następnie wykonywane na brzegu sieci - Zena CSS zapewnia ujednoliconą podstawę dla skalowalnych, bezpiecznych obliczeń, umożliwiając producentom samochodów dotrzymywanie kroku i umożliwianie innowacji na dużą skalę.

Każdy podsystem zawiera następujące komponenty i funkcje:

• Wysokowydajne obliczenia z 16-rdzeniowym klastrem procesorów Arm Cortex-A720AE;
• Spójność procesora i łączność między układami scalonymi (IO) zapewniana przez CMN S3AE;
• Safety Island z przetwarzaniem w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem Arm Cortex-R82AE;
• Silnik bezpieczeństwa środowiska uruchomieniowego (Runtime Security Engine) zapewniający bezpieczne aktualizacje bezprzewodowe;
• Bezpieczeństwo całego systemu i root-of-trust obsługiwane przez Arm TrustZone;
• Weryfikacja poziomu transferu rejestrów (Register Transfer Level, RTL) i referencyjne oprogramowanie układowe;
• Opcjonalna integracja procesora graficznego (GPU) i przetwarzania sygnału obrazu (ISP) obsługiwanego przez Arm Mali-C720AE i procesor graficzny Mali
• Obsługa łatwej integracji akceleratorów i logiki specyficznej dla partnera w celu spełnienia zmieniających się wymagań dotyczących obciążeń dla zaawansowanych projektów SoC z obsługą AI.

Dzięki wstępnej integracji komponentów sprzętowych i oprogramowania układowego Zena CSS skraca cykle rozwoju układów scalonych nawet o 12 miesięcy w porównaniu z tworzeniem ich z odrębnych komponentów IP. Zena CSS skaluje się od IVI do centralnego przetwarzania i zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy poziomu 2+ (ADAS), dając producentom samochodów elastyczność wdrażania w wielu liniach pojazdów i poziomach wydajności, bez konieczności ponownego opracowywania stosu obliczeniowego lub rozpoczynania od zera certyfikacji bezpieczeństwa. Co więcej, powszechność architektury obliczeniowej ARM oznacza, że ​​ekosystem motoryzacyjny może ponownie wykorzystywać i przenosić na zróżnicowane układy SoC oparte na Zena CSS wiele elementów swojego oprogramowania, w tym oprogramowanie układowe, oprogramowanie pośredniczące, systemy operacyjne, a nawet aplikacje.

Zmniejszenie kosztów i złożoności

Zena CSS może zmniejsza niezbędne nakłady prac inżynieryjnych, zarówno w początkowej fazie opracowania, jak i na późniejszych etapach. Jest to szczególnie ważne w branży motoryzacyjnej, gdzie terminy są napięte, a zestawy funkcji stale się rozszerzają. Zena CSS zapewnia następujące korzyści w zakresie redukcji kosztów i złożoności procesu rozwoju:

• Nawet 20-procentowa redukcja nakładu pracy inżynieryjnej w zakresie układów scalonych w porównaniu z tradycyjnymi projektami opartymi na IP, co pozwala zespołom skupić się na zróżnicowanych możliwościach dostosowanych do obciążeń pojazdów zdefiniowanych przez AI
• Nawet 30-procentowa redukcja nakładu pracy związanego z przenoszeniem oprogramowania z jednej platformy na drugą dzięki standaryzacji oprogramowania, co pozwala zaoszczędzić czas i koszty rozwoju oprogramowania.

Prowadzi to do ogólnego obniżenia całkowitych kosztów rozwoju platformy pojazdu, a spójna architektura Arm zapewnia możliwość skalowania w różnych zastosowaniach systemów ADAS, obliczeń centralnych i IVI.

System stworzony z myślą o bezpieczeństwie funkcjonalnym

Oprócz wbudowanych funkcji bezpieczeństwa i ochrony najnowszych technologii AE firmy Arm, które już wcześniej zostały wdrożone na rynkach motoryzacyjnych, system Zena CSS integruje w podsystemie dedykowane moduły zapewniające bezpieczeństwo, w tym platformę Safety Island i moduł Runtime Security Engine. Te bezpieczne, wstępnie zweryfikowane komponenty sprzętowe zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić łączność z głównym klastrem obliczeniowym Zena CSS, zapewniając takie funkcje, jak bezpieczny rozruch, obsługa wykrywania i zarządzania awariami, a jednocześnie pomagając obniżyć koszty i skrócić czas certyfikacji.

Dzięki integracji dedykowanej platformy Safety Island z procesorem Cortex-R82AE Zena CSS może być wdrażana w kluczowych zastosowaniach o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa, w tym w systemach ADAS i kontrolerach domeny. Zapewnia również ekosystemowi oprogramowania swobodę innowacji i różnicowania na sprawdzonym, bezpiecznym fundamencie, jednocześnie wspierając możliwość ponownego wykorzystania i przenośność oprogramowania, co przyspiesza wdrażanie.

Platformy wirtualne oparte na architekturze Arm

Po ubiegłorocznych platformach wirtualnych skoncentrowanych na IP, partnerzy Arm, w tym Cadence, Siemens i Synopsys, wprowadzają nowe platformy wirtualne, obsługujące Zena CSS. Platformy wirtualne to sprawdzony sposób na płynniejszą integrację i szybsze wprowadzanie produktów na rynek, szczególnie w obszarach o kluczowym znaczeniu dla bezpieczeństwa. Pozwala to zespołom inżynierskim rozpocząć współprojektowanie i walidację sprzętu/oprogramowania na długo przed udostępnieniem układów scalonych, co przyspiesza cykle rozwoju nawet o dwa lata. W przypadku pojazdów z systemem AI, programiści mogą korzystać z platform wirtualnych do walidacji obciążeń AI i wnioskowania brzegowego w realistycznych symulacjach.

Połączenie emulacji RTL z platformami wirtualnymi oznacza, że ​​producenci samochodów mogą zaufać architekturze obliczeniowej Zena CSS, zanim układ scalony będzie dostępny, co pomaga zmniejszyć ryzyko i koszty. Jednocześnie, kompatybilność ISA i Armv9 o umożliwia bezproblemowe testowanie oprogramowania w chmurze przed wdrożeniem w samochodzie, przyspieszając rozwój i weryfikację rozwiązań krzemowych i programowych.

Źródło: ARM

Zapraszamy na TEK.day Wrocław, 19 marca 2026. Zapisz się tutaj!