盘一盘现有主流车规级芯片（ORIN/征程5/骁龙/ARM）

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近期了解了一些车规芯片方面的信息，以此文归纳总结一下。

1、典型车载芯片

车载SOC中，复杂度较高的两大类芯片是自动驾驶芯片以及智能座舱芯片。

1.1 自动驾驶芯片

ORIN

发布于2022年，采用三星8nm工艺。目前已经搭载在蔚来、理想的部分车型上面。具有12个ARM A78AE CPU Core，GPU是2048个基于 架构的CUDA cores + 64 Cores，硬件加速器方面提供2 DLAs （Deep ）。其算力为 TOPS（由GPU和DLA提供）。

（图源：官网）

ORIN系列芯片的框架图如下：

（图源：官网）

其中CPU的具体规格如下图，CPU频率跑到2.2GHz，不是一个特别高的频率，类似工艺下，旗舰手机AP的最高频大核会考虑push到2.8G或者更高。

（图源： on Hot Chips 34）

对应的CPU性能如下图，其中 5单核成绩754，多核成绩7773。作为对比，MTK的天玑8100手机芯片，拥有4核2.85G A78和4核2G A75， 5单核成绩约970，多核成绩约4000。可以看到ORIN芯片的CPU单核成绩，受限于频率，相比手机芯片的同类CPU的单核跑分是要弱大约30%的水平，而由于核数量较多，所以多核跑分有优势。

（图源： on Hot Chips 34）

ORIN芯片的 采用4组-R52的 pair，每组 pair包含两个R52 core。提供10K DMIPS的ASIL-D安全级别的算力。

（图源： on Hot Chips 34）

地平线征程5芯片

2021年7月发布。2022年9月，理想L8 Pro成为全球首个采用地平线征程5的车型。征程5基于最新的地平线BPU® 贝叶斯架构设计，可提供高达算力。CPU方面，采用8核-A55。 采用双核 MCU。

（图源：地平线官网）

1.2 智能座舱芯片

高通-骁龙 8155

网上有说法提到车载的8155芯片，是在手机芯片骁龙855的基础上，“降低CPU的频率” “提高GPU和NPU的频率” “强化视频图像等数据的处理能力”等一系列针对汽车使用场景“魔改”而来的。

笔者在网上没有找到比较详细的手机端的855和车载8155的差异对比。通过对比高通网站上两者的产品简介，关注到有如下差异：

1.能力

车载8155支持3路4K 60帧的显示，主要是为了适配车上多屏显示的需求；手机端的855最多同时支持两路FHD+分辨率（高通文档上原文为：Dual : FHD+ @ 60 Hz(855+), FHD+ @ 90 Hz (860)，其中FHD+这个分辨率应该是介于1080P与2K之间）。

2. Image (ISP)

车载8155的文档提到 ISP，推测与手机端的ISP存在差异。

（图源：高通官网）

3. 对外接口

车载8155相比手机端芯片拥有更多的高速接口，例如8155支持1x 2-lane PCIe Gen3 + 1x 1-lane PCIe Gen3。

4.安全处理器

8155文档提到使用一个专门的SPU来处理汽车类的应用。

除上述差异外，主要的算力模块：CPU、GPU、DSP+NPU没有看到与手机版本有大的差别。例如CPU都是高通的Kryo-485（高通基于公版ARM A76做了少量修改的CPU）。没有使用ARM用于自动驾驶的A76AE。

高通-骁龙 8295

骁龙8295与手机端的骁龙888是同一代产品，发布于2021年1月。CPU规格为-X1 + 3 x A78 + 4 x A55。GPU采用高通的 695。另外从网上搜索到8295有一个 ，包含了两个以lock-step模式运行的CPU（原文： with dual ARC HS46 CPU in lock-step mode），这个相比8155应该是一个在 方面的改进项。

芯擎科技-龙鹰一号

2021年12月发布。该芯片的CPU规格为4x2.4G A76 + 4x1.8G A55。GPU为14核G76。由于4核A76是跟4核A55搭配使用，而A55没有用于自动驾驶的 （AE）版本，所以推测A76大概率也并非是专门用于车载的A76AE，应该是普通的A76。

（图源：CSDN）

2、ARM的A78AE、G78AE和CMN-600AE等车规系列IP

注：以下信息很大程度参考网站的文章：Arm -A78AE, Mali-G78AE and Mali-C71AE IPs，并结合个人的一些理解。

2.1 ARM CPU A78AE简介

A78AE是继A76AE之后的最新一代用于自动驾驶领域的-A处理器，性能提升30% 虽说A78-AE是最新一代-A处理器，但从ARM 2020年9月发布至今已经超过两年半，看来ARM对于AE系列的CPU更新的积极程度，是比不上每年都发布一代的手机端CPU产品的。

（图源：）

A78AE新增了 Mode这样一个工作模式。在ARM上一代产品A76AE中，原本支持两种工作模式：

1. ，适用于ASIL B/SIL2级别的应用（如仪表盘、后视摄像头等）。所有core都独立运行，类似手机AP上的-A CPU core的工作模式。这种模式提供最高的性能。

2. Lock Mode，适用于ASIL-D/SIL3级别的安全应用（如安全气囊、电动助力转向等），所有core以及DSU都工作在Lock Step模式下。下图中4个CPU core组成了2组Core pair，从性能角度等效于2个CPU core的性能。

A78-AE新增的 Mode，是让CPU core工作在Split Mode，而DSU工作在Lock Mode，适用于ASIL B/SIL2级别的安全应用。

图源：ARM官网

注意，虽然 Mode这种工作模式下，CPU core工作在Split Mode，但并不意味着CPU core可以放飞自我、输出的结果完全不受监控。为满足ASIL B/SIL2级别的安全要求，处在Split Mode的CPU Core需要定期地执行一个安全检查的进程，确保CPU core的工作状态正常，没有出现error。在进行安全检查时，当前CPU core无法执行其他任务，下图中工作在 Mode的CPU core在工作过程中出现的小段灰色框即代表这段由于执行安全检查而无法正常工作的时间。处在Split Mode的DSU-AE也同样需要定期进行安全检查，而且DSU-AE进行安全检查时会导致所有Core都无法使用。 Mode相比纯粹的Split Mode的提升是在于DSU-AE是跑在Lock Step模式，所以省掉了DSU-AE进行安全检查这一过程。

（图源：）

2.2 ARM GPU G78AE

G78AE是ARM首款支持车规安全的GPU。相比普通的G78，有一个重要的功能是 ，该功能可以对GPU资源进行硬件，最多支持4个，这些硬件之间彼此功能独立，不会互相产生影响，实现了硬件层面的虚拟化。

（图源：）

以下是 的示意图，有需求的单独分配，通过虚拟化还能额外实现把多个不同的放在同一个里面。在ARM GPU没有支持硬件之前，如果希望让GPU执行不同的安全任务，需要采用多组GPU ，例如三星 Auto V9就采用了3组GPU （MP12+MP3+MP3）

（图源：）

2.3 CMN-600AE

CMN-600AE在车规SOC中主要用作多个DSU 间的一致性互联。相比普通的CMN-600一致性总线，它明显的差异在于增加了 相关的，包括部分逻辑可以工作在lock step模式下，增加了一系列的（如 ，clock and reset 等）。CMN-600AE最多支持8个DSU 。

2.4其他车规系列IP

除了前面所述的IP外，ARM还提供了GIC-600AE以及MMU-600AE。

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