德州仪器于2011年推出J大众、奥迪、宝马、奔驰至今仍在使用6系列驾驶舱芯片J6.德州仪器于2017年开始设计J7系列芯片,德州仪器对数字处理器芯片一直不感兴趣,模拟器件是德州仪器的主要利润来源。最低75%以上的毛利率使得德州仪器在设计数字芯片时尽可能降低成本。不采用ARM的先进核心IP,扩大应用范围,增加出货量是降低成本的主要途径。
J7系列即TDA4X,针对ADAS、自动停车、深度学习、网关、边缘计算DMS、CMS都有相应的产品。
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J7系列内部框架图基本涵盖所有计算资源。J7异构运算系统,初代J7即TDA4VM一般只有两个A72核心,下一代TDA4AM拥有四个A72内核,下一代最多有八个A72内核。
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和瑞萨一样,德州仪器也在推广所谓的中央计算服务器架构。
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集中式服务器架构的优点包括线束减少15-20%,继电器箱减少,连接器减少,系统成本降低,SOA实现架构还需要中央服务器架构,还有大量的计算资源可以重用,以降低系统成本。
关键是网关。图片来源:互联网
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DRA829J内部框架图包括两个A72@2.0GHz内核算略低于瑞萨S4,有24K DMIPS。两个C66X DSP,最高频率1.35GHz,算力有40 GLOPS。两个R5F内核做MCU岛屿,功能安全ASIL-D级,4个R5F@1GHz,实时通用计算,最高计算能力8K DMIPS。还有一个100GFLOPS算力的GPU,聊胜于无。DRA829最大的特点是内置8端口L二级以太网交换机,大大节省了系统成本,DRA821略低,是4端口。以太网交换机有一个最高支持5的端口Gbps带宽即USXGMII,其余可支持2.5Gbps即HSGMII。但如果需要的话L3级调整,还是需要外接以太网交换机。DRA829拥有4个3.0版两通道PCIe接口,比瑞萨的S4和NXP的S32G2多两倍。
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根据德州仪器的概念,使用DRA829V将多个TDA4芯片级联,最高可连接4个TDA4的旗舰型号TDA4H/TDA4VH,那CPU算力可达400K DMIPS,AI算力有128TOPS,汽车的核心服务器就足够了。
德州仪器继续在汽车以太网物理领域努力,先后推出802.3bp(DP83TG720R-Q1)和802.3bw(DP83TC811S-Q1)标准的物理层芯片对构成网关系统非常有帮助。
英飞凌的网关系统其实就是它MCU其扩展应用TC37XX该系列在电动汽车底盘领域大放异彩,英飞凌也逐渐增加MCU英飞凌推出了两个网关应用,一个是24V拖车,智能驾驶车型。
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CPU A是牵引车的MCU,CPU B是拖车的MCU,用英飞凌、Xilinx和Xylon联合发明的HSSL连接,HSSL就是High Speed Serial Link,高速串行连接可连接两片TC397这样的MCU,也可以让TC397与FPGA带宽为320的连接 Mbit/s,说实话,这真的不能算高速。CPU A以太网交换机与台湾瑞宇的一台RTL9047连接,CPU B连接到传统的车载网络。CPU A与一片台湾瑞昱的以太网交换机RTL9047连接,CPU B连接到传统的车载网络。RTL9047是5端口以太网交换机*100BASE-T1 物理层,可以节省5个物理层芯片,大大节省成本,千兆上行接口。这是为当前网关设计的,也考虑成本,当然不支持2.5Gbps带宽和PCIe连接。
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这是TC377TX核心网关。但也针对当前的汽车电子域控制器架构。TLF30682QVS01、TLS4125V50、TLS203B0、IR3883这些都是英飞凌自己提供的电源IC,TLE9250、TLE9252、TLE9254、 TLE9255这些都是英飞凌自己的CAN收发器,TLE7258是LIN收发器,TLE9222是Flexray也是英飞凌内部供应的收发器,88Q5050是Marvell2017年美满电子以太网交换机的产品是88Q5030,88Q5072和88Q6113。其中。
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88Q5050是8端口以太网千兆比特容量交换机,固定100BASE-T1端口,可从1 100BASE-T1、1 100BASE-TX、2 MII/RMII/RGMII、1 GMII和1 SGMII 支持802.3bw,但不支持802.3bp也就是百兆车载以太网,88Q5050已被NVIDIA DRIVE Pegasus采用自动驾驶汽车平台,但不先进。目前最先进的是幸福的88Q4364和博通的BCM8957X,支持802.3ch即万兆车载以太网,更高级的带宽为25G的802.3cy明年可能会出现标准。
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88EA1512是千兆以太网的物理芯片,是美满电子的早期产品,特斯拉广泛使用,只满足十多年前的需求EAVB不符合最新车载以太网标准的标准是802.3bp标准。
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88Q2112是美满电子的新产品,符合802.3bp和802.3bw标准。
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上图为TC377X内部模块是目前的主流MCU,和NXP的S32G2以及瑞萨的S4未来网关专用芯片的计算能力和接口自然不如。TC39X系列是6个TriCore内核的运行频率只有300MHz,算力是2400DMIPS,TC377X系列是3个TriCore内核,算力减半,1200DMIPS。TC377X包括12路 CAN FD, 1x路FlexRay, 12路LINs,2路千兆以太网,1路千兆以太网HSSL。其制造工艺为40纳米,在前面NXP、瑞萨和德州的仪器都是16纳米。
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这是英飞凌网关的开发板,有一个来自中国制造商的芯片。英飞凌在开发手册中没有提到,即北京君正eMMC,也就是ISSI的IS22ES08G,这是一片8GB的5.0版eMMC。2019年11月,北京君以72亿元收购ISSI。
最后,还有意法半导体SPC58H系列网关。
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最后简单总结一下,见下表。
数据来源:各公司
网关的另一个核心芯片,汽车以太网交换机芯片的门槛也比较高,世界上有五大芯片,分别是NXP、博通、Marvell、台湾省瑞昱,人气相对较低Microchip。
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