SiMa與新思科技近期宣布達成合作，助力汽車原始設(shè)備制造商（OEM）在全系列車輛平臺（從入門級到高端車型）上擴展人工智能（AI）應用。AI在汽車高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）中可謂不可或缺，應用于自動緊急制動（AEB）、車道保持輔助（LKA）、自適應巡航控制（ACC）等功能。不僅如此，隨著OEM廠商以L2++級和L3級自動駕駛應用為目標，并逐步向完全自動駕駛的L4級、L5級邁進，AI的應用規(guī)模也將隨著自動駕駛級別的提升而不斷擴大。AI還被部署到多種車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI）應用中，例如駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）和駕駛艙數(shù)字助手，并且采用了ChatGPT或Deepseek等最新的生成式人工智能（GenAI）。盡管汽車行業(yè)正為這些應用引入前沿AI算法，但整合了各種汽車系統(tǒng)的電子電氣（EE）架構(gòu)正朝著新的集中式區(qū)域架構(gòu)發(fā)展，新的集中式區(qū)域架構(gòu)能夠在集中式高性能計算（HPC）模塊中整合更高級別的AI。

隨著中央計算的應用的普及，這些集中式計算模塊需要更強的性能來應對日益增長的復雜性并同時支持運行多個應用。隨著集中式架構(gòu)的普及，汽車制造商也在以更快的速度部署其平臺，將傳統(tǒng)OEM廠商的7年平臺推出周期已縮短至3年，眾多采用軟件定義汽車（SDV）框架的新興電動汽車（EV）OEM廠商均已采用這一短周期模式。

那么，如何在開發(fā)周期縮短、成本壓力增大的背景下，借助軟件定義汽車(SDV)技術(shù)，在OEM廠商的入門級、中級和高端全系列車型中實現(xiàn)性能提升、復雜性管控、功耗降低，并適應持續(xù)演進的AI算法，將成為行業(yè)亟待破解的難題。

SiMa.ai與新思科技達成戰(zhàn)略合作

雙方的合作于2024年末宣布，提供了一套可擴展的AI解決方案，既整合了新思科技的電子數(shù)字孿生（eDT）建模技術(shù)，又納入了SiMa面向應用開發(fā)環(huán)境的完整機器學習（ML）軟件棧，能夠?qū)P、子系統(tǒng)、芯粒和片上系統(tǒng)（SoC）實現(xiàn)充分完整的定制化設(shè)計。

▲圖1.ADAS/IV組合式中央計算方案

新思科技產(chǎn)品管理與市場部負責人Ravi Subramanian指出：“SiMa與新思科技的攜手合作，充分展現(xiàn)了汽車制造商如何革新軟硬件協(xié)同設(shè)計流程，以應對當下車載體驗落地過程中成本持續(xù)攀升、復雜度不斷加劇的挑戰(zhàn)。”通過提供高效的軟硬件協(xié)同設(shè)計環(huán)境，雙方能夠助力客戶靈活適配迭代迅速的AI算法，快速開發(fā)針對ADAS與IVI應用和經(jīng)工作任務優(yōu)化的車載機器學習SoC及芯粒。

為盡早優(yōu)化SoC或芯粒架構(gòu)，客戶可借助新思科技的Platform Architect（PA）工具，在芯片制造前為汽車軟件開發(fā)提供SoC/芯粒建模支持。通過PA工具，可用于對大語言模型（LLM）算法的工作任務進行優(yōu)化，還可對內(nèi)存帶寬與容量進行分析研究。此外，用于早期軟件開發(fā)和RTL前性能分析的Virtualizer開發(fā)套件（VDK），與用于RTL后硬件加速的ZeBu工具相結(jié)合，能夠驗證子系統(tǒng)的性能與功耗，從而加速軟件定義汽車（SDV）系統(tǒng)的開發(fā)進程。

在早期軟件開發(fā)的同時，客戶可基于SiMa的SoC參考設(shè)計規(guī)劃SoC或芯粒的硬件架構(gòu)。以SiMa的單芯片MLSoC為起點，SiMa與新思科技的合作能為客戶提供基于SoC和Multi-Die的多種選擇，助力客戶在可擴展的半導體戰(zhàn)略中實現(xiàn)盡可能高的靈活性。

面向汽車系統(tǒng)及子系統(tǒng)設(shè)計的Multi-Die技術(shù)

汽車行業(yè)采用Multi-Die技術(shù)來設(shè)計基于芯粒的半導體，為實現(xiàn)OEM廠商所需的可擴展系統(tǒng)提供了一條減少設(shè)計工作量、縮短開發(fā)時間并降低成本的切實可行之路。圖2展示了Multi-Die系統(tǒng)如何將高性能基礎(chǔ)芯片與相連的AI及IVI加速器芯粒相結(jié)合。這種設(shè)計提供了統(tǒng)一的硬件處理架構(gòu)和軟件開發(fā)環(huán)境，助力OEM平臺實現(xiàn)規(guī)?；卣?。針對定制化的車規(guī)級半導體，開發(fā)基于FinFet的高性能、高復雜度ADAS/IVI處理器，需要先進的專業(yè)技術(shù)，成本也居高不下。通過將諸多復雜功能（如輸入輸出數(shù)據(jù)通道、數(shù)字信號處理器（DSP）、應用主機處理等）集成到基礎(chǔ)芯片中，并將最新的AI處理功能部署在AI及IVI加速器芯粒中，可大幅降低設(shè)計成本與復雜性。

為了在定制化SoC中實現(xiàn)所需功能，客戶可在預定義的基礎(chǔ)芯片參考架構(gòu)中實現(xiàn)高級功能，其中包含UCIe芯片間接口、先進電源與系統(tǒng)管理、調(diào)試跟蹤、SiMa參考平臺的啟動安全機制及新思科技的IP。

SiMa與新思科技的合作，對當前汽車行業(yè)正在研究的各類Multi-Die芯粒架構(gòu)形成了有利地補充，例如由IMEC牽頭、代表歐盟開展的“汽車芯粒計劃（ACP）”，以及日本的“汽車先進SoC研究（ASRA）”。隨著IMEC、ASRA、UCIe聯(lián)盟汽車工作組等機構(gòu)進一步明確基于芯粒的架構(gòu)，基于UCIe的Multi-Die架構(gòu)已被納入下一代可擴展芯粒系列的規(guī)劃中，旨在快速拓展ADAS/AD及IVI應用中的AI功能。得益于這種基于Multi-Die技術(shù)的SoC架構(gòu)，AI芯?？煽焖偕?，無需為每次迭代重新設(shè)計基礎(chǔ)芯片，從而加速汽車領(lǐng)域定制化AI解決方案的設(shè)計與開發(fā)。

▲圖2.采用Multi-Die技術(shù)的可擴展ADAS和IVI系列

為實施定制化戰(zhàn)略，汽車制造商正積極攜手能夠兼顧高性能與低風險的技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)。通過利用新思科技提供的車規(guī)級接口（包括UCIe接口IP）、安全組件、DSP處理器及基礎(chǔ)IP，外加SiMa提供的機器學習加速器（MLA）AI IP和高性能基礎(chǔ)芯片架構(gòu)，客戶能夠針對復雜的單芯片SoC或Multi-Die設(shè)計量身打造專屬的解決方案。

完整全面的軟件套件對汽車客戶而言至關(guān)重要，該套件可支持ML模型的識別、開發(fā)、訓練與部署。鑒于ML模型種類繁雜且新模型迭代日新月異，一種能讓客戶靈活運用最新頂尖模型的架構(gòu)便顯得尤為關(guān)鍵。如圖3所示，SiMa.ai的Palette軟件開發(fā)套件（SDK）支持客戶將任意格式的ML模型編譯后在MLA上高效運行，既能為數(shù)據(jù)集實現(xiàn)最佳精度，又能同步優(yōu)化性能與功耗，實現(xiàn)一舉兩得的效果。

▲圖3.AI軟件開發(fā)環(huán)境

圖4展示了一種采用SiMa可定制基礎(chǔ)芯片與AI芯粒架構(gòu)的方案。

▲圖4.SiMa基礎(chǔ)芯片與AI芯片的可定制、可擴展架構(gòu)

結(jié)語

SiMa與新思科技的合作可謂強強聯(lián)手，匯聚行業(yè)領(lǐng)軍者之力，為復雜的單芯片SoC或Multi-Die設(shè)計提供定制化解決方案?？蛻艨梢劳行滤伎萍荚O(shè)計服務專家的支持，與SiMa緊密協(xié)作，實現(xiàn)并優(yōu)化定制化方案。雙方的合作，為汽車制造商在ADAS和IVI系統(tǒng)中部署可擴展的AI解決方案開辟了事半功倍的快捷路徑。