Imagination DXS GPU IP 擁有豐富的全新特性,將成為未來(lái)駕駛座艙、車(chē)載信息娛樂(lè)和駕駛輔助系統(tǒng)的核心組件。它繼承了最新一代 PowerVR GPU 架構(gòu)的可擴(kuò)展性、靈活性和效率,提升了峰值性能,并部署了額外的計(jì)算硬件和軟件,相比前一代汽車(chē) GPU IP(IMG BXS),計(jì)算應(yīng)用性能實(shí)現(xiàn)了多達(dá) 10 倍的提升。
不過(guò),IMG DXS 帶給市場(chǎng)的最重要?jiǎng)?chuàng)新在于其安全套件。隨著駕駛輔助系統(tǒng)的自主性增加以及責(zé)任從駕駛員轉(zhuǎn)移到機(jī)器,安全性(即故障的檢測(cè)和處理)日益成為業(yè)界關(guān)注的問(wèn)題。駕駛員、乘客和制造商需要相信汽車(chē)能夠在合適的時(shí)間窗口內(nèi)檢測(cè)到故障,并在事故發(fā)生之前進(jìn)行管理。
Imagination 是汽車(chē)駕駛座艙和信息娛樂(lè)系統(tǒng) GPU IP 的領(lǐng)先供應(yīng)商,我們的 IP 開(kāi)始占據(jù)越來(lái)越多的 ADAS 控制器市場(chǎng)份額。之前的幾代產(chǎn)品擁有市場(chǎng)領(lǐng)先的硬件和軟件機(jī)制(例如分片區(qū)域保護(hù)),來(lái)減少實(shí)現(xiàn)功能安全目標(biāo)所需的開(kāi)銷(xiāo),但客戶(hù)仍然覺(jué)得通過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)功能安全認(rèn)證的成本過(guò)高。雙核鎖步(Dual-core lockstep)需要將核的硅面積(和成本)翻倍,而工作負(fù)載重復(fù)則使性能減半。
面對(duì)客戶(hù)的需求,Imagination 工程團(tuán)隊(duì)面臨著新的挑戰(zhàn),需要發(fā)明一種實(shí)用的功能安全解決方案,而不像行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)那樣產(chǎn)生高昂的成本。
通過(guò)發(fā)布全新的IMG DXS,Imagination向市場(chǎng)推出突破性的解決。
得益于分布式功能安全領(lǐng)域的創(chuàng)新,我們的處理器現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn) ASIL-B認(rèn)證,同時(shí)不會(huì)像傳統(tǒng)方法那樣帶來(lái)功耗、性能和面積開(kāi)銷(xiāo)。
IMG DXS 戰(zhàn)略性地在整個(gè)核中部署了多種安全機(jī)制,從 ECC到流水線(xiàn)一致性,以實(shí)現(xiàn)對(duì)單點(diǎn)故障的檢測(cè)率超過(guò) 90%。每個(gè)獨(dú)立的機(jī)制都集中在測(cè)試核心的功能和行為重要性的小部分元素上。因此,分布式安全機(jī)制不僅減少了運(yùn)行時(shí)間和面積開(kāi)銷(xiāo),還能將故障定位到特定模塊或電路——這是雙核鎖步無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
僅僅基于現(xiàn)有的安全機(jī)制的分布式安全方法不足以滿(mǎn)足 ASIL 標(biāo)準(zhǔn)的要求。為了達(dá)到 ASIL-B 所要求的超過(guò) 90% 的單點(diǎn)故障檢測(cè)率,Imagination 需要找到一種不依賴(lài)于硅或工作負(fù)載復(fù)制來(lái)進(jìn)行故障檢測(cè)的方法。
為此,我們的工程團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新的、受專(zhuān)利保護(hù)的“安全對(duì)”技術(shù),該技術(shù)利用了當(dāng)今處理器的內(nèi)在并行性以及所有線(xiàn)程都具有自然空閑周期的事實(shí)。這些線(xiàn)程在空閑時(shí)間被組合成“安全對(duì)”,在此期間運(yùn)行測(cè)試向量。通過(guò)比較這些測(cè)試的輸出來(lái)檢測(cè)差異(故障),并且建立了額外的安全網(wǎng),以確保在所有情況下都能實(shí)現(xiàn)功能安全標(biāo)準(zhǔn)。
欲了解有關(guān)“安全對(duì)”技術(shù)的更多信息,請(qǐng)參閱我們的白皮書(shū)《分布式功能安全中的創(chuàng)新》。
通過(guò)將“安全對(duì)”納入分布式安全機(jī)制中,Imagination 的 IP 可以以比傳統(tǒng)方法低 2-3 倍的開(kāi)銷(xiāo)來(lái)滿(mǎn)足檢測(cè)處理邏輯中錯(cuò)誤的 ASIL-B 要求。而且,這不僅僅是 GPU 的技術(shù);正如白皮書(shū)中所示,它也非常適用于CPU。
Imagination 在開(kāi)發(fā)符合安全意識(shí)市場(chǎng)需求的高質(zhì)量解決方案方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。我們的內(nèi)部能力涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域和標(biāo)準(zhǔn),并且強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)質(zhì)量,使我們能夠從初步設(shè)計(jì)到產(chǎn)品生命周期結(jié)束的整個(gè)過(guò)程中幫助客戶(hù)。我們?cè)谡麄€(gè) ASIL 認(rèn)證過(guò)程中全力支持客戶(hù),IMG DXS 隨附的安全包涵蓋硬件安全手冊(cè)、硬件安全案例報(bào)告、FMEDA(故障模式、效應(yīng)和診斷分析)以及安全分析摘要報(bào)告。我們與CoreAVI 合作,為Imagination GPU開(kāi)發(fā)安全關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)。
通過(guò) IMG DXS,Imagination 展現(xiàn)了其在汽車(chē)行業(yè)中多年積累的經(jīng)驗(yàn)與前瞻性思維相結(jié)合的能力,由此打造出經(jīng)過(guò)硅驗(yàn)證的、精心定制以滿(mǎn)足客戶(hù)需求的 IP。與其它 GPU 供應(yīng)商不同,我們真正專(zhuān)注于汽車(chē)市場(chǎng)的需求,這一點(diǎn)體現(xiàn)在我們處理器的各項(xiàng)能力上:從我們基于硬件虛擬化的性能到我們安全覆蓋的質(zhì)量。
IMG DXS 中分布式安全機(jī)制特點(diǎn)總結(jié)如下:
ECC/奇偶校驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)存錯(cuò)誤
看門(mén)狗檢測(cè)硬件死鎖并局部重置邏輯
雙核鎖步執(zhí)行應(yīng)用于固件控制器以確保任務(wù)調(diào)度器正確運(yùn)行
功能特定復(fù)制作為局部邏輯鎖步以提升置信度
調(diào)度器互鎖阻止GPU對(duì)錯(cuò)誤的工作負(fù)載切換請(qǐng)求作出響應(yīng)
流水線(xiàn)一致性用于檢查數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn),以及因錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或處理故障導(dǎo)致的流水線(xiàn)停滯。
循環(huán)冗余校驗(yàn)為總線(xiàn)接口提供保護(hù),并檢查壓縮圖塊數(shù)據(jù)的完整性。
分塊區(qū)域保護(hù)(TRP)消除雙渲染時(shí)不必要的重復(fù)。
安全對(duì)通過(guò)本地產(chǎn)生的測(cè)試向量發(fā)送至處理流水線(xiàn),并在流水線(xiàn)的自然空閑時(shí)間內(nèi)比較結(jié)果
多樣化看門(mén)狗定時(shí)器檢測(cè)GPU鎖死或性能下降
英文鏈接:https://blog.imaginationtech.com/safety-without-compromise-in-automotive
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