新思科技：从芯片设计为智能汽车降本增效

第一电动大牛作者 NE时代 2023-11-02 09:12

随着汽车智能化的发展，车辆上的软件代码和芯片数量迎来前所未有的增长。

如今，一辆现代化的汽车上大概运行着1亿行代码，到2030年将超过3亿行。

有机构预计，到2029-2030年末，也就是7年内，软件定义汽车（SDV）的占比将超过汽车总量的90%。而现在这个比例仅仅接近5%。如果汽车的复杂度从 L0、L1提升到L4、L5，那么在汽车上的半导体投开销将增加50倍，才能实现自动驾驶、高级辅助驾驶（ADAS）类型的互联汽车。

作为芯片之母，EDA的重要性不言而喻。

在“E/ETec2023新一代智能汽车电子电气架构技术大会”，主办方特邀新思科技系统设计事业部副总裁李新基发表演讲。

借此机会，我们可以了解下新思科技能到底为智能汽车提供哪些赋能？

用技术降本

先简单介绍下这个企业。

新思科技（Synopsys）在芯片领域地位极高。它提供支持半导体芯片开发的技术基础设施，在芯片自动化设计方面（EDA）排名第一，同时还是全球排名第一的芯片接口IP供应商。

目前新思科技的业务覆盖EDA、IP 和软件安全三个领域，尤其擅长数据芯片的设计。如今，智能汽车、3C电子产品，以及生成式AI的快速发展，催生了市场对数字芯片的需求。

智能汽车正是数字芯片需求量快速增长的领域之一。目前，新思科技已经与多家车企在开发SoC和EE架构领域、多模系统研究展开合作。可以说，几乎所有汽车里面会用到的SOC开发可能都会用到新思科技的产品。

当然，新思科技能够取得这样的成绩，是源于其在技术领域的深厚储备。

了解新思科技的人会知道，新思科技不仅赋能AI，也在被AI赋能。

2020年，新思科技推出业界首个AI自主芯片设计解决方案DSO.ai，掀起芯片设计领域的新一轮革命：设计结果改善高达25%，设计效率提升10倍，帮助客户完成超过270次商业流片。

2023年，新思科技发布的Synopsys.ai EDA解决方案，涵盖了芯片设计从架构到设计和实现到制造的所有阶段。其中的全新数据分析功能，整合并利用来自架构探索、设计、测试到制造的EDA堆栈的每一层数据，从而进一步提高芯片PPA（功耗、性能和面积）、良率和工程生产率。

对于AI，新思科技正在三个方向同步推进：一是与芯片制造商客户有深入的设计参与，这些客户正在推动AI芯片的爆炸性增长；二是新思科技在名为Synopsys.ai 的产品计划中，在整个EDA堆栈中普遍嵌入了AI；三是新思科技正在将AI应用到自己的工作中，通过AI驱动的效率转型来优化和自动化其内部工作流程。

此外，新思科技也引入了虚拟原型，即数字孪生技术，其基于虚拟原型技术的虚拟开发平台（VDK）可实现芯片、电路及元器件等电子控制单元（ECU）的虚拟仿真，将物理开发升级到仿真环境的智能开发。汽车公司可提前12个月，于硬件可用前即启动软件开发和测试。虚拟仿真的ECU还能加速和扩展测试，模拟在真实和物理环境中很难实现的各类极端测试，因此可以快速将更可靠、更安全的产品投放到市场。

这样的好处是，可以让软硬件提早做测试，确保不需要在过度依存硬件的情况下，真正做到软件快速迭代、快速测试、快速部署。

李新基对此进行了比较通俗化的解释。李新基表示，比如手机下流水线就可以预测跑分。在车上，新思科技希望将来能够走到虚拟 ECU，基于虚拟化的平台可以做软件的开发和软件的快速迭代。“因为这完全是虚拟化的平台，当你在抽换底下零部件的时候，不需要等硬件的周期，只要能够及时地提取相对应的模型或者供应商能够提供这些模型，就可以做快速地抽换，可以做快速地迭代。”

李新基表示，欧美是从整车厂开始驱动这件事情，在国内也有一些领导厂商开始有意愿来驱动这件事情，从整车厂一路驱动下来，整个供应链能够一起协作，提供数字孪生或者虚拟的平台。

在李新基看来，基于虚拟平台，可以在不同阶段做架构的探索，透过这些模型可以做效能预估。“这不是靠工程师的经验，是真正的透过软件负载来做评估，来做精确地选型。进而利用数字孪生的系统，来提供给软件和硬件做平行开发，过程中可以做快速迭代，不但软件本身可以做快速迭代，软硬件可以做快速地验证和协同整合。在上车之前，你的软件和硬件可以做到非常高覆盖率的测试，减少测试上的漏洞。”

换句话说，在数字模拟阶段解决问题，减少量产阶段造成的损失，进而帮助车企降低成本。

针对车企和Tier1的需求不同，新思科技提供的服务种类全面，大致可分为三大类：

优化SoC和EE架构，加快对软件定义汽车的验证，以及提高车辆安全和保障。当然，新思科技也可以根据主机厂在芯片设计中参与的深度不同，给予不同的支持。

假如主机厂不想参与太多芯片设计，只提出功能需求，新思科技有工具可以帮助整车厂快速选型、适配，这个方式不需要太多的成本；假如主机厂和Tier1强调差异性，有自己开发的需求和规格，但不具备芯片设计能力，新思科技也有工具支持主机厂和Tier1的差异化；假如主机厂想自主设计芯片，新思科技可以也提供完整的架构设计。

总之，基于强大的设计工具和IP产品组合，车企在芯片领域的设计需求，在新思科技总能得到满足。

为安全筑垒

安全保障，也是新思科技的重要能力之一。

如果一辆车上会有3亿行代码，你首先想到的可能就是代码的安全性。这不仅仅关系到信息安全。一旦一辆车被 “黑客”入侵了，就可能影响到汽车的功能安全。

因此，新思科技在芯片设计阶段，就为功能安全和信息安全都铸造了“安全堡垒”。

新思科技芯片设计平台内置安全机制，如双核锁步和三模冗余，并具有用于器件老化，软错误分析和模拟故障仿真的综合分析和测试技术。

大多数情况下，功能安全管理系统由成对的两个处理器构成。两个处理器内核以锁步方式运行，并带有一个较小的移位，以免同一区域出现错误，并通过比对结果检测是否发生错误。新思科技的ARC功能安全处理器IP通过了芯片安全系统领域广泛使用的标准──ASIL B和 ASIL D的双料认证。ARC支持整体设计，具有符合ASIL D级标准的处理器和安全性，能够有效抵御攻击。ARC还可检测物理篡改，支持可信执行环境，并提供ISO 26262认证所需的各项证明文档。功能安全软件也能反过来实现功能安全的预先考虑和优化，增加灵活性，让实现和开发过程更省力。