ARM推出一系列針對自動駕駛的CPU架構，均符合汽車功能安全，分別是A65AE、A76AE和A78AE，AE代表汽車級增強。

ARM自動駕駛計算平臺配置

圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)

ARM針對汽車功能安全的Split/Lock/Hybrid模式

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在汽車功能安全標準ISO26262-5 2018產品開發(fā)：硬件層面附錄D對處理單元的診斷覆蓋率推薦的安全技術措施中，作為可實現(xiàn)高診斷覆蓋率的幾種技術措施之一，硬件冗余技術中，雙核鎖步、非對稱冗余、編碼計算是三種典型的技術措施。 鎖步是兩個核運行同樣的程序，將結果輸入一個比較邏輯中，周期性比較兩個核的輸出結果是否相同，即CCM。如果相同，則繼續(xù)運行；否則，則需采取一定的措施。若一段時間后錯誤還是存在，可能重啟或者重新檢查。鎖步核的設計是固定在芯片設計中的，所以沒有可調整性。容易看出，鎖步核雖用了兩個核，但其實只起到一個核的作用，浪費了一個核。這種方法已在微控制器和復雜度較低的微處理器領域經過多年的成功驗證。如果是設計比較復雜的核，即使未有異常，兩個核之間也可能不同步。目前再進一步是將對比結果輸出到一個被稱為“safety island”安全島的核中，由這個核負責決策和執(zhí)行。這個核使用單獨的時鐘和電源，且有很高的安全性能。這種方案提升了系統(tǒng)復雜度，但軟件執(zhí)行更加靈活。ARM一般推薦是Cortex-R52。 ARM有雙重鎖步能力，第一重在CPU內部，利用DSU實現(xiàn)，第二重在CPU外部，利用安全島實現(xiàn)。DSU是DynamIQ Shared Unit ，第一次出現(xiàn)是在A75上。

ARMDSU應用示例

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DSU基本構成

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DSU的核心功能是控制CPU內核，使其成簇Cluster使用，簇內每一個核心可以單獨開關、調整頻率/電壓，能效表現(xiàn)更佳，甚至制造商是可以將不同核心（目前僅支持Cortex-A75與Cortex-A55）以不對等的數(shù)量放到一個簇內，可以Cortex-A75×3+ Cortex-A55×5，也可以Cortex-A75×1+ Cortex-A55×7，兼顧成本與性能。再有就是L3緩存的共享。DSU能夠使用CCI、CCN或是CMN不同總線技術，把CPU與SoC里其它單元（GPU、Modem、內存）高速連接起來；假如它擁有4MB三級緩存，能以動態(tài)方式分配緩存給每個核心，比如說Cortex-A75×1+ Cortex-A55×7下，可以將3MB緩存分配給A75核心，剩下7個A55核心共享1MB緩存，甚至可將三級緩存交給GPU等單元使用，靈活性非常高；最重要的是它還負責控制簇內每個CPU核心開關、頻率高低、電壓大小，是控制CPU性能與功耗的關鍵。 在設計DynamIQ之時ARM還考慮到冗余需求，比如相比智能手機，汽車對可靠性、冗余度要求高出不少，DynamIQ允許多個簇通過CCIX連接在一起，這樣處理器就可以分布于汽車不同位置，當發(fā)生交通意外一個簇受損時，DynamIQ技術可以調用出備用處理器，保證汽車正常運轉。

Cortex-A78AE的DSUAE內部框架圖

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DSU AE主要是添加了比較器，再有就是亮色部分都復制一份，包括執(zhí)行邏輯、時鐘、功率狀態(tài)，各個界面，當然緩存不能復制，那樣成本太高，也意義不大。

DSU-AE鎖步模式

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DSU-AE分離模式

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DSU-AE混合模式

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DSU-AE界面

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除了DSU還有針對汽車功能安全的GPU架構G78AE，圖像ISP的C71AE，中斷控制GIC-600AE，存儲管理MMU-600AE，網(wǎng)格總線CMN-600AE。但DSU最關鍵。

二、ARM的片上總線

ARM智能駕駛產品全系列

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數(shù)字IC從基于時序驅動的設計方法，發(fā)展到基于IP復用的設計方法，并在SOC設計中得到了廣泛應用。在基于IP復用的SoC設計中，片上總線是連接各模塊，對各模塊做出仲裁的核心系統(tǒng)，是設計最關鍵的問題。AMBA總線是ARM研發(fā)的（Advanced Microcontroller Bus Architecture）提供的一種特殊的機制，可將RISC處理器集成在其他IP芯核和外設中，是有效連接IP核的“數(shù)字膠”，并且是ARM復用策略的重要組件。它不是芯片與外設之間的接口，而是ARM內核與芯片上其他元件進行通信的接口。AMBA規(guī)范主要包括了AHB (Advanced High PerformanceBus)系統(tǒng)總線和APB (Advanced Peripheral Bus)外圍總線。除了AMBA總線，ARM還有應對多核的GIC中斷控制，MMC內存控制。

ARM CMN-700

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ARM發(fā)展了一種介于總線和NoC之間的連接系統(tǒng)，稱之為CMN，主要用于連接CPU內核，也可以CPU內核和加速器之間的連接。采用MESH網(wǎng)格結構，但沒有路由功能，本質上還是總線，但MESH網(wǎng)格支持的單元很多，遠比一般總線要多，最高可支持512核，支持512MB的L3緩存，目標市場主要是HPC領域。

CMN-700同時還支持AMBA AXI5、ACE5-lite、CXS和CCIX

附錄：ARM架構一覽