無論喜歡還是厭惡，汽車行業正在不可阻擋地靠近自動駕駛汽車，原因不是讓駕駛者的生活更簡單，而是試圖消除道路上的碰撞。隨著試驗的進行，自治道路上的速度顛簸不太可能是技術性的，更有可能是訴訟。然而，整個行業致力于實現交通運輸的新時代。

為了應對現在由各種日益復雜的高級駕駛輔助系統（ADAS）出現但不斷增長的需求。汽車制造商現在可以和/或正在開發同樣復雜的集成解決方案。這些設備對于支持這一步驟變化至關重要，特別是在提供真正自動駕駛汽車所需的安全性，安全性和支持的組合方面。其中許多元素現在都集成在一個設備中，部分是為了滿足商業要求，部分是為了符合國際公認的安全標準。

能力滿足意志

通向完全自治的道路很長，蜿蜒，滿載在路上的無符號叉子;到達那里需要一段時間。然而，這并不意味著它不會發生，事實上它幾乎是確定的，因為它背后的動力等于對它的好處的預期。自動駕駛汽車“可以”將道路交通事故減少到零，并且在控制車輛的能力已經離開駕駛員之后很長時間內讓人口老化持續獨立。許多（如果不是全部）保險公司已經開始對這將如何影響保險業進行廣泛的研究。目前，駕駛員在控制汽車時被認為是負責他們是否正在使用ADAS功能（例如自適應巡航控制或自動緊急制動）。如果保險公司想證明其他情況，他們必須向汽車制造商提出索賠。然而，一旦完全自治到來，在某些情況下，駕駛員在駕駛時（例如，使用電話或瀏覽互聯網）可能會被合法地分散注意力。這引起了保險業的許多問題。

這項技術已經在這里，但它必須經過測試和重新測試，然后才能應用于日常駕駛員。當然，測試正在進行中，這隱含地意味著技術可用，并且有趣的是，它在很大程度上是生產就緒的。確保完全安全的標準可能無法獲得，但是那些 - 像ISO 26262 ASIL-D - 以及過去和現在的研究項目 - 如EVITA（電子安全車輛入侵保護應用）已經幫助塑造了半導體制造商在開發集成解決方案時所采取的方向。

這些功能中的一些是特定于安全的，而不是汽車專用的，這使得集成設備制造商（IDM）實現它們在商業上更具可行性。因此，許多功能現在在許多與安全和/或安全相關的應用程序中很常見。

鎖步執行

軟件在當今的大多數應用程序中起著主要作用，但是在安全關鍵的情況下，控制機械系統的代碼的可靠執行變得更加重要。出于這個原因，大多數用于安全關鍵應用的設備都實現了鎖定操作的雙處理器;代碼同時在兩個處理器上執行，但通常一個或兩個指令異相。這可以保護系統免受主處理器上的單個故障導致系統范圍的故障。這是ARM Cortex-R系列處理器支持的功能，德州儀器（TI）的汽車級TMS570LS1227就是一個例子，它具有同步運行的雙Cortex-R4F內核。功能框圖如圖1所示。

圖1：TMS570LS1227的功能框圖，采用德州儀器（TI）的鎖步ARM Cortex-R4F內核。

以鎖步方式運行的處理器通常執行來自相同受保護ECC（糾錯碼）內存的代碼。 TMS570LS1227具有1.25 MB閃存和192 KB RAM，具有單比特糾錯和雙比特錯誤檢測功能。 CPU和內存BIST（內置自測）邏輯也集成在一起。 Cortex核心的R術語表示“實時”，這對于安全關鍵應用（如ADAS）至關重要。 TI器件以此為基礎，集成了面向基于實時控制的應用的外設，其中包括兩個下一代高端定時器（N2HET）定時協處理器。 N2HET是一個軟件控制的定時器，使用帶有專用定時器微機械和I/O端口的RISC架構實現。它可用于PWM輸出，捕獲或比較，或用作GPIO。 TI表示，它特別適用于需要多個傳感器信息的應用以及需要驅動具有復雜和精確時間脈沖的執行器的應用。具有內置存儲器保護單元（MPU）的高端定時器傳輸（HTU）可以執行DMA類型的事務，以將N2HET數據傳輸到主存儲器或從主存儲器傳輸N2HET數據。

ADAS要求

雙核設備的使用可以追溯到Cortex-R系列之前，當然也是汽車應用中最廣泛部署的內核之一（以及和其他人一樣）是權力核心。現在，對于新設計的廣泛采用，它仍然受到許多針對汽車應用的制造商的支持（其中大多數也提供基于ARM的解決方案）。

一個例子是STMicroelectronics的SPC56XL60/54，它也支持鎖步執行，但它進一步復制硬件功能以創建它所謂的“復制領域”（SoR）并包括關鍵組件，包括e200z4d內核，eDMA和縱橫開關（圖2）。結合多種BIST和MPU功能，電源管理，循環冗余校驗和復制安全增強型看門狗功能使SPC56XL60/54能夠滿足SIL3/ASIL-D標準。

圖2：STMicroelectronics的SPC56XL60/54的框圖，其中包含關鍵組件的復制范圍，包括CPU內核，eDMA和交叉開關。

這兩個內核都支持定點和浮點執行，完全支持Power Architecture指令集和可變長度編碼（VLE），允許它混合32位和16位指令以優化代碼密度。 XBAR多端口交叉開關支持四個主端口和三個從端口之間的同時連接，支持32位地址總線和64位數據總線。

目前使用最迅速采用的ADAS功能之一就是所謂的Birds'Eye View停車輔助系統，該系統使用多個攝像頭創建虛擬實時視頻流，了解鳥類可能看到的內容在車上。這樣的系統使用多達五個廣角鏡頭，其流必須被校正和組合以創建虛擬視點。對這種系統中的處理元件的要求可能不像某些更自主的應用那樣具有安全關鍵性，但對運行中的安全性的要求也不低。此類應用中使用的器件示例是飛思卡爾的MPC5604E，它與專為汽車底盤和安全應用而設計的MPC5604P系列相關。因此，MPC5604E共享大部分核心平臺和基礎架構，但具有不同的功能IP塊，以允許它以網關系統為目標。這種ADAS中的網關系統用于通過以太網快速移動來自不同源的數據。如圖3所示，該體系結構專為此類應用程序而設計。

圖3：飛思卡爾的MPC5604E針對特定的ADAS解決方案。

結論

雖然汽車在過去100年左右的時間里經過精煉以提高效率，安全性和舒適性 - 無論是內部還是外部 - 它從未在規模上面臨變化自治會帶來。從簡單的輔助到完全無人駕駛，現在可用的系統和正在開發的系統將為行業和消費者帶來巨大的飛躍。

零事故，減少擁堵和幾乎無限的移動能力的前景意味著在未來，我們都可能渴望自動駕駛汽車。由于各種原因，它現在并將繼續受到來自整個社會的抵制，但這似乎不太可能停止和扭轉這個特定的可移動物體的行進方向。技術就在這里，今天。正在進行試驗，世界上一些地區已經將自動駕駛汽車推向法律，所有這些都融合在一起，為整個行業創造了巨大的機會。