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[AutoR智驾]从西门子和Arm的合作看汽车半导体设计的另一种可能


在2020 CES上 ， Arm和西门子宣布建立合作伙伴关系 ， 将Arm的半导体IP集成到西门子PAVE360设计与仿真平台当中 。 从表面来看 ， 此次合作允许用户在SoC的设计中更多地使用Arm IP ， 包括AE IP（Automotive Enhanced）等等 ， 是针对出行行业趋势的一种举措；如果继续剖析 ， 我们会发现合作的意义不止于此 ， 它甚至可能改变未来半导体、电子和其他相关平台的设计方式 。
未来是什么？
汽车产业正在迅速接近两个重要拐点：向电动汽车（EV）和自动汽车（AV）的全面过渡 。 其中 ， 电动汽车的过渡期已有时日 ， 目前市场上已经有1000多家相关的初创企业 ， 业务覆盖到从电池组到电动汽车本身的各个方面 ， 电动汽车OEM初创企业的数量是传统汽车品牌的三倍之多 。 随着风投和科技公司在初创企业资金层面的不断渗透 ， 传统OEM公司和一些顶级电子系统供应商不得不快速改变其投资和发展战略 ， 以保持竞争力 。
EV技术成为了“众矢之的” 。 到2021年底 ， 所有大型的汽车OEM厂商和初创企业都将具备提供电动汽车的能力；而到2025年 ， 他们当中有许多将能够配备多种电动汽车形态 。 TIRIAS Research预测 ， 2021/2022年将成为电动汽车的市场拐点 ， 电动汽车的持续入市 ， 再加上严格的环境法规和潜在的经济变化形式 ， 将会推动电动汽车市场的强劲增长 。 虽然目前电动汽车的销量占比还不到汽车总销量的1% ， 但最早到2035年 ， 电动汽车的销量就可能超过内燃机汽车 。
与电动汽车的兴起紧密相连的就是向自动驾驶车辆（AV）的过渡 ， 许多正在开发并计划商业化的AV均是建立在EV之上 。 不得不说 ， AV代表着汽车技术的巨大飞跃 ， 代表着整个汽车产业的根本性变革 。 AV和EV之间的一个重要交叉点就在于大型传感器阵列和AI超级计算机的功耗 ， 这会直接影响到很多早期的设计决策 ， 也会影响电池阵列的设计 ， 最终影响到车辆的续航里程 。
[AutoR智驾]从西门子和Arm的合作看汽车半导体设计的另一种可能
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在SAE的自动级别定义下 ， 汽车行业采用了一种循序渐进的AV过渡方式 。 然而现实情况是 ， SAE 3级（Conditional Automation）需要非常精准、快速确定人和车辆谁应具有控制权 ， 否则这种突然变化可能会引起混乱 ， 所以汽车厂商的“循序渐进”速度其实要比设想的更快 。 要实现完全的自动驾驶 ， 需要在传感器、车辆网络、通信和处理性能（比当今的SAE 2级安全系统高出1000倍以上）以及AI训练等方面有显著的提高 。 控制是目前开发AV时间的一大限制因素 ， 虽然汽车行业已经设法将汽车的平均开发时间从5-7年缩短到3-4年 ， 但AV可能会将这一数字推回到5年甚至更长时间 。 AV的真正实现还需要技术、行业和法规的不断完善 。 随着支持V2I和V2X的基础设施的不断落地 ， AV将在2025/2026年到达一个市场拐点 。 这意味着 ， 如果要在2025/2026年引入AV ， 最迟必须从今年就开始开发 。
PAVE360：面向未来车辆的设计与仿真
PAVE360是西门子于2019年5月推出的闭环系统设计与仿真平台 ， 能够用于加速SoC设计 ， 提供从芯片到整车的高精度数字化双胞胎仿真 ， 允许多个供应商及其他提供商同时协作 ， 基于各种复杂的仿真场景对车辆的各个部件进行开发和测试 ， 包括功率、性能、面积和热指标等 ， 确保其满足系统要求并符合车辆安全要求 。
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一旦物理电子和机械部件可用 ， PAVE360平台还可以进行电路内测试 。 系统内所有硬件和软件组件都可同时开发 ， 以优化设计 ， 缩短开发时间 ， 甚至帮助自动驾驶车辆能更简便地进行检验及训练 。 在组件和平台模型可用的情况下 ， PAVE360几乎可以用于任何机电系统 ， 使其成为灵活的设计平台 。


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