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自动驾驶趋势下 以软硬件协同设计加速汽车研发创新

随着汽车技术不断革新，汽车向着更为智能化和自动化发展，特别是以自动驾驶、智能联为代表的新汽车技术给传统汽车的技术架构、产品形态和产业生态带来翻天覆地的变化。其中，车载芯片作为促成这一变化的重要推动力量，在近年来也进入高速发展期。当前各种汽车产品上搭载了以芯片为主要控制的电子产品数量大幅提升，随着汽车智能化、互联水平的不断提高，未来还将进一步增长。

Synopsys（新思科技）凭借可靠的软件质量和安全解决方案，在芯片技术领域一直处于全球领导者地位。4月26日，以“创新技术引领产业未来”为主题的2018第十届全球汽车产业峰会在北京举办，在此次论坛上Synopsys汽车战略副总裁Burkhard Huhnke博士发表了精彩演讲并在会议期间接受了盖世汽车的专访，就汽车智能化及实现自动驾驶的过程中的车辆安全和车载芯片发挥的作用、汽车研发中的软硬件协同设计以及未来车载芯片的市场格局进行了介绍。

自动驾驶需要新一代智能、可靠、低能耗和安全的集成电路。Synopsys是全球排名第一的芯片自动化设计解决方案提供商和芯片接口IP供应商，同时也是信息安全和软件质量的全球领导者，拥有30多年的经验。Burkhard Huhnke博士表示，“我们将与产业及合作伙伴携手共进、共同发展，成为全球半导体产业发展的优秀伙伴和坚实支撑。”

加强全球密切合作协助中国汽车电子建立产业生态体系

据了解，目前Synopsys不但与全球半导体行业的每一家企业都建立有密切的合作伙伴关系，而且其芯片的设计、验证、原型和测试工具以及众多的经ASIL认证的处理器和IP系列产品已被包括汽车OEM制造商、汽车零部件供应商在内的用户广泛采用，用于开发开创智能汽车时代的电子系统，帮助车企客户有效实现产品开发和测试进程的左移，为零部件产品与芯片平台的并行开发提供实现能力。“目前，我们已与全球前十大车厂、全球主流的一级供应商都建立了深度的项目合作关系。除了面向传统的ECU产品以外，我们正在与全球顶级的整车企业、一级供应商和芯片公司联合开发下一代的Infotainment及智能座舱系统、ADAS以及域控制器等新型核心电子单元，共同推进汽车电子电器系统架构向智能化、联化和全数字虚拟化开发做进一步的演进。”Burkhard Huhnke博士表示。

中国市场一直是Synopsys重点发展的区域，自1995年进入中国市场后，Synopsys不断加大在中国的投入和布局，目前Synopsys已在北京、上项目中介海、深圳、西安、武汉、南京、厦门、香港、澳门九大城市设立机构，建立了完善的技术研发和支持服务体系。2017年9月，在国家工业和信息化部电子信息司、上海市经济和信息化委7. 设置实验速度：标准里面的有速度规定：初始厚度的10%的速率员会指导下，Synopsys还参与承办了“2017中国汽车电子大会”，以芯片为推动力促进汽车行业上下游产业链垂直整合、技术融合以及汽车行业的产业更新，通过加强汽车电子产业链上下游联动形成产业合力，共同推动中国汽车产业的发展。2018年4月，在“汽车电子产业发展峰会暨联盟可计算和数显冲击吸收功、摆锤扬角及实验平均值成立大会”上，Synopsys当选为汽车电子产业联盟副理事长单位，旨在与其他联盟单位一起着力推动汽车电子产业智能化发展的新生态体系建设，积极推动汽车工业与新一代信息技术的深度融合与发展。

芯片集成解决方案确保车辆安全可靠

当前，在自动驾驶的发展趋势下，汽车系统也日趋复杂。Burkhard Huhnke博士就如何从设计的角度确保汽车系统的功能安全发表了自己的看法，他表示，确保自动驾驶汽车的功能安全意味着OEM厂商及其供应商必须采用新的方法学来满足新的需求和行业标准，其中不仅包括软件、芯片和系统，还包括其开发工具。“在整个汽车供应链开发过程中更多地采用原型开发工具不失为新方法之一。不断演变的车辆架构和子系统定义、更强大的硬件微控单元（MCU）和片上系统（SoC）、更为丰富的软件内容、新增的有线和无线络要求，以及支持ISO 26262等标准的更多测试需求对先进驾驶员辅助和信息娱乐系统产生了巨大影响，因此上述方法的采用更具有必要性。”他指出，将原型开发工具运用于汽车供应链开发过程中，可以使汽车半导体厂商、一级供应商和OEM公司之间的合作更为密切，从而加快开发速度，提产降本，提高硬件和软件、电子控制单元（ECU）和车辆的总体质量。

那么Synopsys主要从哪些方面来保证芯片功能安全？据Burkhard Huhnke博士介绍，Synopsys提供广泛的软件开发、芯片自动化设计和芯片接口IP解决方案，这些解决方案满足功能性安全的行业标准，并具有支持自动驾驶应用圆锯开发的重要功能。“例如，我们的经ASIL认证的IP满足严格的汽车标准，能够帮助设计人员加快其关键安全汽车驾驶辅助系统（ADAS）和连接车辆片上系统的认证流程。带有安全强化套件（SEP）选件的DesignWare ARC EM处理器经过ASIL D准备认证，可用于符合ISO 26262安全标准的汽车应用。ARC EM处理器系列包括关键安全应用所必需的关键硬件功能，包括作为奇偶校验支持、ECC支持、集成看门狗定时器和可选的存储器保护单元（MPU）。安全强化套件包括支持创建锁步配置和详细的ISO 26262安全文档的硬件。”

Burkhard Huhnke博士表示，Synopsys全套自动化及完整的针对功能安全的系统，RTL验证及实现的解决方案，已经在汽车供应链上的主流OEM、汽车零部件供应商采用，可满足功能安全所需的故障注入、功能覆盖、测试、冗余设计等功能安全需要。“例如我们的Z01X、Logic BIST等功能安全解决方案，是目前业界领先、能高效满足ASIL D功能安全覆盖所需，已经纳入主流车规芯片的设计流程。目前，我们已有超过40种以上的工具已经完成ISO 26262工具认证，能有效帮助我们的客户满足车规设计的需要。”

而随着智能联技术的进步，驾乘者的信息被加载到车辆中，会有信息泄露的风险，智能联汽车的信息安全问题也因此站上舆论的风头浪尖。对此，Burkhard Huhnke博士表示，“保护驾驶员信息就需要同时确保实现联汽车的软件和IC集成电路两个部美标蝶阀分的安全稳固。Synopsys软件完整性工作组开发了一个综合性平台，使开发人员能够在软件的整个开发生命周期中检测和修复软件缺陷，从软件开发的最初就将安全特性融入设计之中。例如Synopsys静态分析，其使用专利技术，能够提供深度、完整的路径覆盖率精度，并使用跨过程分析来查找其他解决方案无法检测到的软件缺陷和安全漏洞。”

此外，Synopsys还提供一系列的IP产品组合，来帮助保护IC集成电路。例如,高度可配置的安全IP解决方案，包括信任根、内容保护、加密和安全协议加速器。这些集成的解决方案能够实现许多安全标准的核心功能，支持保密性、数据完整性、用户/系统身份验证、不可抵赖性和正授权。

以软硬件协同设计加速汽车研发

在此次全球汽车产业峰会上，Burkhard Huhnke博士在题为《软硬件协同设计——加速汽车研发的新进程》的讲话中表示，当前，软件、硬件、芯片加在一起，再与AI绑定后会释放出行业中的潜力与机遇，继而将改变整个行业。未来的汽车其实是有四个轮子的电脑，我们要不断对系统及功能进行升级，同时也要收集数据，不能只按照单一的汽车数据来进行设计。必须要通过大量的数据来进行学习，并且开发新的功能，所以功能安全以及络安全是关键。当前环境的复杂性越来越高，所有的传感器都必须要互联，我们需要互联性的车辆架构。

结合当前在车辆研发中有企业将软件放在比硬件更核心的地位这一现象，对软硬件协同设计如何加速汽车研发，Burkhard Huhnke博士表示，“汽车软件正在稳步玻璃礼品发展。事实上，汽车中电子设备和软件的数量正在改变我们感知汽车价值的方式。随着软件的稳步增长，还需要解决所有这些不同软件的数量和复杂性相关问题。与其他应用程序不同，错误可能导致致命的结果。”

他认为，使用虚拟原型来模拟微控制器和电子控制单元的方法为整个汽车供应链带来诸多助益，包括但不限于在硬件上市之前开发软件的能力、更快集成和测试软件堆栈的能力以及更全面地测试功能安全性方面的能力。上市时间是移动应用程序的主要驱动添加剂比较少力，而在汽车行业内，虚拟原型的使用主万能实验机是通过夹具夹持试样(或产品)并对试样进行加力要旨在提高质量和降低安全风险，同时降低软件开发和测试的成本。

随着近年来汽车自动化、联化和电气化的不断发展，车载芯片应用越来越广泛，不少汽车领域外的芯片厂商也开始布局汽车业务，未来车载芯片市场格局将会发生怎样的变化？Burkhard Huhnke博士坦言，“从传统上来说，OEM基本上属于系统集成商，且他们并未自行开发很多软件或芯片。虽然提供越来越自动化的驾驶性能能够促使OEM进一步脱颖而出，但这些性能也会增加风险。安全故障有可能对一个公司的品牌造成灾难性的伤害。因此，我认为我们会发现越来越多的OEM参与芯片规格和设计以及软件开发。此外，由于复杂性、风险和成本的增加，我认为OEM与汽车生态系统的其他领域之间将会建立更紧密的合作和伙伴关系。”