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Les SoC pour les passerelles automobiles doivent fournir \u00e0 la fois des performances \u00e9lev\u00e9es pour mettre en \u0153uvre de nouvelles applications telles que les services cloud et une faible consommation d’\u00e9nergie lorsqu’ils ne sont pas utilis\u00e9s. Ils doivent \u00e9galement fournir une r\u00e9ponse CAN rapide pour prendre en charge le d\u00e9marrage instantan\u00e9. En outre, ces SoC doivent fournir une technologie de communication \u00e9conome en \u00e9nergie qui permet aux fonctions r\u00e9seau de fonctionner comme une passerelle utilisant une technologie d’alimentation et de s\u00e9curit\u00e9 limit\u00e9e pour permettre une communication s\u00e9curis\u00e9e \u00e0 l’ext\u00e9rieur du v\u00e9hicule. Pour r\u00e9pondre \u00e0 ces exigences, Renesas a d\u00e9velopp\u00e9 une architecture qui modifie dynamiquement le temps de fonctionnement du circuit pour s’adapter aux conditions du v\u00e9hicule avec des performances et une consommation d’\u00e9nergie optimis\u00e9es, une technologie de d\u00e9marrage rapide en partitionnant et en alimentant uniquement les programmes essentiels, un acc\u00e9l\u00e9rateur de r\u00e9seau qui atteint une efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique de 10 gigabits par seconde\/watt (Gbps\/W), et une technologie de s\u00e9curit\u00e9 qui emp\u00eache les interf\u00e9rences de communication en reconnaissant et en prot\u00e9geant les communications vitales \u00e0 bord du v\u00e9hicule li\u00e9es au contr\u00f4le du v\u00e9hicule. Renesas a annonc\u00e9 ces r\u00e9alisations lors de l’International Solid-State Circuits Conference 2023 (ISSCC 2023), qui s’est tenue du 19 au 23 f\u00e9vrier \u00e0 San Francisco, en Californie.<\/p>\n
Les SoC de passerelle de communication doivent fournir des performances de traitement sup\u00e9rieures \u00e0 30 000 millions de Dhrystone d’instructions par seconde (DMIPS) lorsqu’ils sont en cours d’ex\u00e9cution, tout en maintenant la consommation d’\u00e9nergie en veille \u00e0 2 mW ou moins afin de maintenir l’autonomie de la batterie. En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, les SoC hautes performances ont \u00e9galement une consommation d’\u00e9nergie \u00e9lev\u00e9e en mode veille, tandis que les SoC basse consommation avec une faible consommation d’\u00e9nergie en veille ont des probl\u00e8mes de performances. Pour r\u00e9soudre ce compromis, Renesas a combin\u00e9 dans une seule puce un syst\u00e8me d’application haute performance et un syst\u00e8me de contr\u00f4le optimis\u00e9 pour une consommation d’\u00e9nergie en veille ultrafaible. La nouvelle architecture contr\u00f4le les alimentations de ces deux sous-syst\u00e8mes et modifie le calendrier de fonctionnement du circuit pour atteindre un \u00e9quilibre optimal entre performance et efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique. Il en r\u00e9sulte des performances sup\u00e9rieures pendant le fonctionnement et une consommation d’\u00e9nergie r\u00e9duite en veille.<\/p>\n
\u00c9tant donn\u00e9 que les SoC de passerelle de communication g\u00e8rent le traitement des fonctions critiques li\u00e9es au contr\u00f4le du v\u00e9hicule, ils doivent \u00eatre en mesure de r\u00e9pondre au CAN dans les 50 millisecondes (ms) suivant le d\u00e9marrage. Toutefois, si le SoC utilise un processus qui ne prend pas en charge la m\u00e9moire flash int\u00e9gr\u00e9e, le programme de d\u00e9marrage doit \u00eatre chiffr\u00e9 et stock\u00e9 dans une m\u00e9moire flash externe. Cela signifie qu’il faut plus de temps pour charger les donn\u00e9es du programme et les d\u00e9chiffrer. Pour r\u00e9soudre ce probl\u00e8me, Renesas a d\u00e9velopp\u00e9 une technologie qui divise le programme en sections et charge et d\u00e9crypte initialement seulement une partie essentielle pour le d\u00e9marrage, tout en continuant \u00e0 charger le reste du programme en parall\u00e8le. Cela permet une r\u00e9ponse rapide \u00e0 CAN (50 ms ou moins), m\u00eame lors de l’utilisation d’une m\u00e9moire flash externe.<\/p>\n
Pour permettre le refroidissement de l’air et la dissipation de chaleur pour les unit\u00e9s de commande \u00e9lectronique (ECU), les SoC de passerelle de communication doivent maintenir la consommation d’\u00e9nergie \u00e0 7 watts ou moins. \u00c9tant donn\u00e9 que des performances de traitement informatique de 30 000 DMIPS ou plus n\u00e9cessitent environ 6 watts de puissance, seulement environ 1 watt peut \u00eatre utilis\u00e9 pour le traitement r\u00e9seau. Cela pr\u00e9sente un d\u00e9fi car\u00a0la communication totale de 10 Gbps doit \u00eatre r\u00e9alis\u00e9e en utilisant 1 watt de puissance, avec une efficacit\u00e9 de traitement de seulement environ 3 Gbps \/ W lorsqu’elle est trait\u00e9e par le processeur. Pour contourner ce probl\u00e8me, Renesas a d\u00e9charg\u00e9 le traitement du processeur vers un acc\u00e9l\u00e9rateur de r\u00e9seau personnalis\u00e9, obtenant une efficacit\u00e9 sup\u00e9rieure \u00e0 9,4 Gbit\/s. De plus, Renesas a augment\u00e9 l’efficacit\u00e9 \u00e0 11,5 Gbit\/s \/ W en commutant la m\u00e9thode de routage d’une approche TCAM conventionnelle \u00e0 une table de hachage dans SRAM.<\/p>\n
Un SoC de passerelle de communication effectue un ensemble mixte de t\u00e2ches telles que le traitement des donn\u00e9es li\u00e9es au contr\u00f4le du v\u00e9hicule qui n\u00e9cessite un haut niveau de fiabilit\u00e9, et de grandes quantit\u00e9s de communication de donn\u00e9es al\u00e9atoires avec les services cloud et autres. \u00c9tant donn\u00e9 que le contr\u00f4le du v\u00e9hicule est essentiel pour assurer la s\u00e9curit\u00e9, il est important de prot\u00e9ger et de s\u00e9parer les donn\u00e9es critiques. Cependant, malgr\u00e9 les diff\u00e9rences entre les types de donn\u00e9es, toutes les donn\u00e9es sont transmises via le m\u00eame r\u00e9seau embarqu\u00e9, ce qui entra\u00eene des intersections physiques et soul\u00e8ve des probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9.\u00a0Pour relever ce d\u00e9fi, Renesas a d\u00e9velopp\u00e9 une technologie de s\u00e9curit\u00e9 qui analyse les paquets entrants vers le SoC. Il d\u00e9termine s’ils contiennent ou non des donn\u00e9es essentielles et les affecte \u00e0 diff\u00e9rents chemins et fonctions de contr\u00f4le au sein de l’acc\u00e9l\u00e9rateur de r\u00e9seau. Cela emp\u00eache les interf\u00e9rences avec les donn\u00e9es qui n\u00e9cessitent une grande fiabilit\u00e9 et prot\u00e8ge la communication de donn\u00e9es \u00e0 bord du v\u00e9hicule contre diverses menaces de s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\n
Ces quatre technologies ont \u00e9t\u00e9 int\u00e9gr\u00e9es dans le SoC de la passerelle de communication de v\u00e9hicule\u00a0R-Car S4<\/a>\u00a0de Renesas. Avec la derni\u00e8re R-Car S4, les d\u00e9veloppeurs peuvent acc\u00e9l\u00e9rer les avanc\u00e9es dans les architectures E\/E, mettre en \u0153uvre une connexion s\u00e9curis\u00e9e avec les services\u00a0cloud et assurer un contr\u00f4le s\u00fbr et fiable du v\u00e9hicule en m\u00eame temps.<\/p>\n