SiMa與新思科技近期宣布達(dá)成合作，助力汽車原始設(shè)備制造商（OEM）在全系列車輛平臺(tái)（從入門級(jí)到高端車型）上擴(kuò)展人工智能（AI）應(yīng)用。AI在汽車高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）中可謂不可或缺，應(yīng)用于自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、車道保持輔助（LKA）、自適應(yīng)巡航控制（ACC）等功能。不僅如此，隨著OEM廠商以L2++級(jí)和L3級(jí)自動(dòng)駕駛應(yīng)用為目標(biāo)，并逐步向完全自動(dòng)駕駛的L4級(jí)、L5級(jí)邁進(jìn)，AI的應(yīng)用規(guī)模也將隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升而不斷擴(kuò)大。AI還被部署到多種車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI）應(yīng)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(yīng)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(jì)算（HPC）模塊中整合更高級(jí)別的AI。
隨著中央計(jì)算的應(yīng)用的普及，這些集中式計(jì)算模塊需要更強(qiáng)的性能來應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性并同時(shí)支持運(yùn)行多個(gè)應(yīng)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(tái)，將傳統(tǒng)OEM廠商的7年平臺(tái)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(dòng)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(jí)、中級(jí)和高端全系列車型中實(shí)現(xiàn)性能提升、復(fù)雜性管控、功耗降低，并適應(yīng)持續(xù)演進(jìn)的AI算法，將成為行業(yè)亟待破解的難題。
01、SiMa.ai與新思科技達(dá)成戰(zhàn)略合作
雙方的合作于2024年末宣布，提供了一套可擴(kuò)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(yīng)用開發(fā)環(huán)境的完整機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）軟件棧，能夠?qū)P、子系統(tǒng)、芯粒和片上系統(tǒng)（SoC）實(shí)現(xiàn)充分完整的定制化設(shè)計(jì)。
▲ 圖1.ADAS/IV組合式中央計(jì)算方案
新思科技產(chǎn)品管理與市場(chǎng)部負(fù)責(zé)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(jì)流程，以應(yīng)對(duì)當(dāng)下車載體驗(yàn)落地過程中成本持續(xù)攀升、復(fù)雜度不斷加劇的挑戰(zhàn)?！蓖ㄟ^提供高效的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)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(duì)ADAS與IVI應(yīng)用和經(jīng)工作任務(wù)優(yōu)化的車載機(jī)器學(xué)習(xí)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(duì)大語言模型（LLM）算法的工作任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，還可對(duì)內(nèi)存帶寬與容量進(jìn)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(yàn)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(jìn)程。
在早期軟件開發(fā)的同時(shí)，客戶可基于SiMa的SoC參考設(shè)計(jì)規(guī)劃SoC或芯粒的硬件架構(gòu)。以SiMa的單芯片MLSoC為起點(diǎn)，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(kuò)展的半導(dǎo)體戰(zhàn)略中實(shí)現(xiàn)盡可能高的靈活性。
02、面向汽車系統(tǒng)及子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的Multi-Die技術(shù)
汽車行業(yè)采用Multi-Die技術(shù)來設(shè)計(jì)基于芯粒的半導(dǎo)體，為實(shí)現(xiàn)OEM廠商所需的可擴(kuò)展系統(tǒng)提供了一條減少設(shè)計(jì)工作量、縮短開發(fā)時(shí)間并降低成本的切實(shí)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(jì)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(tái)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；卣?。針對(duì)定制化的車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體，開發(fā)基于FinFet的高性能、高復(fù)雜度ADAS/IVI處理器，需要先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)，成本也居高不下。通過將諸多復(fù)雜功能（如輸入輸出數(shù)據(jù)通道、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、應(yīng)用主機(jī)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(jì)成本與復(fù)雜性。
為了在定制化SoC中實(shí)現(xiàn)所需功能，客戶可在預(yù)定義的基礎(chǔ)芯片參考架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)高級(jí)功能，其中包含UCIe芯片間接口、先進(jìn)電源與系統(tǒng)管理、調(diào)試跟蹤、SiMa參考平臺(tái)的啟動(dòng)安全機(jī)制及新思科技的IP。
SiMa與新思科技的合作，對(duì)當(dāng)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(bǔ)充，例如由IMEC牽頭、代表歐盟開展的“汽車芯粒計(jì)劃（ACP）”，以及日本的“汽車先進(jìn)SoC研究（ASRA）”。隨著IMEC、ASRA、UCIe聯(lián)盟汽車工作組等機(jī)構(gòu)進(jìn)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(kuò)展芯粒系列的規(guī)劃中，旨在快速拓展ADAS/AD及IVI應(yīng)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?jí)，無需為每次迭代重新設(shè)計(jì)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(jì)與開發(fā)。
▲ 圖2.采用Multi-Die技術(shù)的可擴(kuò)展ADAS和IVI系列
為實(shí)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(fēng)險(xiǎn)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(jí)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(jī)器學(xué)習(xí)加速器（MLA）AI IP和高性能基礎(chǔ)芯片架構(gòu)，客戶能夠針對(duì)復(fù)雜的單芯片SoC或Multi-Die設(shè)計(jì)量身打造專屬的解決方案。
完整全面的軟件套件對(duì)汽車客戶而言至關(guān)重要，該套件可支持ML模型的識(shí)別、開發(fā)、訓(xùn)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(yùn)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(yùn)行，既能為數(shù)據(jù)集實(shí)現(xiàn)最佳精度，又能同步優(yōu)化性能與功耗，實(shí)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(kuò)展架構(gòu)
03、結(jié)語
SiMa與新思科技的合作可謂強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，匯聚行業(yè)領(lǐng)軍者之力，為復(fù)雜的單芯片SoC或Multi-Die設(shè)計(jì)提供定制化解決方案?？蛻艨梢劳行滤伎萍荚O(shè)計(jì)服務(wù)專家的支持，與SiMa緊密協(xié)作，實(shí)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(kuò)展的AI解決方案開辟了事半功倍的快捷路徑。
