Les futurs véhicules définis par logiciel ont déjà leurs processeurs dédiés
Dévoilés lors d’Embedded World, les processeurs S32Z et S32E de NXP vont permettre à l’industrie automobile d’accélérer l’intégration de diverses applications en temps réel pour le contrôle par domaines et par zones, le traitement de la sécurité et l’électrification, qui sont essentiels à la prochaine génération de véhicules.
L’évolution actuelle de l’industrie automobile vers des architectures par domaines et par zones (voir schéma en bas de cet article) est intéressante pour les constructeurs automobiles, dans la mesure où cela leur permet d’optimiser les faisceaux de câbles, de réduire les coûts et le poids des véhicules et de mettre en œuvre une approche plus évolutive et rentable, centrée sur les logiciels, pour le développement et la mise à jour des véhicules intelligents. Mais cette transformation en profondeur nécessite des processeurs de nouvelle génération qui offrent des performances supérieures, une isolation des différentes applications temps réel et des capacités d’extension de mémoire pour prendre en charge les véhicules définis par logiciel et les innovations futures.
C’est dans cette optique d’évolution vers des nouveaux véhicules définis par logiciel que se placent les processeurs temps réel S32Z et S32E que NXP a dévoilés lors du dernier salon Embedded World qui s’est déroulé fin juin à Nuremberg. Membre de sa plateforme de composants S32 pour l’automobile, les S32Z et S32E sont des processeurs temps réel hautes performances gravés en 16 nm (la feuille de route de NXP prévoit déjà des modèles gravés en 5 nm à l’avenir) offrant un comportement déterministe critique équivalent à celui des microcontrôleurs dédiés à la sûreté de fonctionnement, mais avec une combinaison inégalée de vitesse (de l’ordre du gigahertz), d’isolation multi-applications et de capacités d’extension de mémoire. Cela afin de permettre à l’industrie automobile d’accélérer l’intégration de diverses applications en temps réel pour le contrôle par domaines et par zones, le traitement de la sécurité et l’électrification, qui sont essentiels à la prochaine génération de véhicules. Les processeurs S32Z sont dédiés au traitement de la sûreté de fonctionnement et au contrôle par domaines et par zones, tandis que les processeurs S32E visent plutôt le contrôle des véhicules électriques et des actionneurs intelligents.
Concevoir des processeurs en temps réel avec les performances et les comportements déterministes requis pour la prochaine génération de véhicules définis par logiciel nécessite une collaboration approfondie au sein de l’écosystème automobile. C’est la raison pour laquelle Robert Bosch a été un partenaire clé de NXP dans ce développement.
« Nous avons collaboré étroitement avec NXP sur ces deux nouvelles familles de processeurs. Les processeurs S32Z et S32E offrent une augmentation des performances d’un facteur deux par rapport aux microcontrôleurs embarqués NVM, des fonctionnalités d’intégration clés et une mémoire évolutive avec de la Dram LPDDR4 et de la mémoire flash. Ils permettent également la consolidation et l’isolation des fonctions du véhicule avec des performances très élevées qui nécessitaient auparavant plusieurs microcontrôleurs », souligne ainsi Axel Aue, vice-président de l’ingénierie chez Bosch.
Les processeurs S32Z et S32E de NXP proposent en effet des capacités au-delà de celles des microcontrôleurs automobiles actuels avec huit cœurs Arm Cortex -R52 cadencés jusqu’à 1 GHz avec prise en charge du mode « split-lock » pour relever les défis de l’intégration en toute sécurité d’applications en temps réel déterministes et hautes performances. Ces processeurs sont censés isoler les applications en temps réel indépendantes avec une virtualisation matérielle dite core-to-pin (cœur à broches) et des pares-feux de ressources pour s’affranchir des interférences. Les S32Z et S32E sont disponibles avec jusqu’à 64 Mo de mémoire flash intégrée pour les mises à jour OTA (over-the-air) volumineuses, sans temps d’arrêt, et prennent en charge de la Dram LPDDR4 et de la mémoire flash avec mode d’exécution XiP (Execute-in-Place) pour les applications volumineuses et Autosar Adaptative.
A noter qu’un accélérateur de communications (FlexLLCE) prend en charge 24 interfaces CAN, alors qu’un commutateur Gigabit Ethernet cible les communications temps réel de type TSN (time sensitive networking). Enfin, en termes de sécurité, un moteur de sécurité matériel (HSE) gère le démarrage sécurisé, les services de sécurité accélérés et la gestion des clés. Les processeurs S32Z et S32E sont développés selon des processus certifiés ISO/SAE 21434 pour la cybersécurité et ISO 26262 pour la sûreté fonctionnelle ASIL D.
Pour être tout à fait complet, signalons que les processeurs S32E ajoutent une gestion intelligente des actionneurs, en embarquant notamment des temporisateurs avancés, des convertisseurs analogique-numérique haute résolution et d’E/S analogiques 5 V, pour l’intégration d’applications avec commande de moteur à entraînement direct.
Les premiers échantillons des processeurs S32Z et S32E sont d’ores et déjà livrés à certains clients de NXP triés sur le volet.
