從GPS導航到信息娛樂系統(tǒng)和無線互聯(lián)，車載遠程信息能力已成為我們駕駛體驗不可或缺的組成部分，像引擎和車輪一樣推動我們前行。芯片和軟件技術的迅速發(fā)展是推動這一汽車應用變革的重要動力。

當今的汽車已發(fā)展為智能化、互聯(lián)互通的軟件定義汽車（SDV） 平臺，有數(shù)百萬行代碼運行于其中，配備了大量通過車載網(wǎng)絡連接的傳感器、處理器、無線調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)器。同時，開發(fā)人員還在利用數(shù)字孿生虛擬化等人工智能技術優(yōu)化汽車設計流程，創(chuàng)建汽車系統(tǒng)的數(shù)字副本，實現(xiàn)實時性能模擬。這些先進技術的融合，正在打造功能更安全、更智能、連接性更強、更舒適的汽車。

通過軟件定義汽車，使用Wi-Fi、藍牙、GPS和蜂窩網(wǎng)絡等無線通信進行無線（OTA）升級，我們無需添加額外硬件模塊就能帶來新的汽車功能。為了應對數(shù)據(jù)吞吐量的激增，車內(nèi)架構正向高速以太網(wǎng)遷移。

針對汽車應用的這些趨勢，恩智浦推出了i.MX 94應用處理器系列—— i.MX 9產(chǎn)品組合的最新成員，旨在滿足現(xiàn)代汽車日益復雜的互聯(lián)需求。i.MX 94系列處理器集成了多達四個Arm Cortex-A55核、兩個Cortex-M7核和一個Cortex-M33核，幫助遠程信息處理系統(tǒng)設計平衡性能、能效、實時控制、功能安全和系統(tǒng)集成等多方面的需求。其主要特點包括：

●   首款集成以太網(wǎng)時間敏感網(wǎng)絡（TSN）交換機的 i.MX處理器，實現(xiàn)快速初始化和低延遲數(shù)據(jù)包處理

●   支持豐富外設，使i.MX 94系列能夠作為管理Wi-Fi、藍牙、蜂窩調(diào)制解調(diào)器、車聯(lián)萬物（V2X）通信、GPS等汽車所有外部無線連接的中心

●   支持后量子密碼（PQC）的高級信息安全特性

●   增強的功能安全，符合嚴格的汽車行業(yè)標準

集成支持TSN的2.5G以太網(wǎng)交換機，實現(xiàn)快速初始化和低功耗運行

作為首款采用片上以太網(wǎng)TSN交換機的i.MX處理器，i.MX 94系列無需外置以太網(wǎng)交換機即可完成工作。這一突破性的集成使開發(fā)人員能夠最大限度地減少組件數(shù)量、PCB尺寸和物料清單（BOM），簡化開發(fā)流程，降低整體系統(tǒng)成本和復雜性。

集成的以太網(wǎng)TSN交換機通過優(yōu)先處理關鍵數(shù)據(jù)、快速啟動和減少不必要的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)快速、節(jié)能的網(wǎng)絡連接，非常適合對速度和效率要求較高的現(xiàn)代汽車網(wǎng)絡。高集成度的設計通過縮短處理單元和網(wǎng)絡組件之間的距離來降低延遲，這對于診斷、緊急警報或?qū)崟r傳輸汽車狀態(tài)數(shù)據(jù)等時間敏感型應用至關重要。

與外置交換機相比，集成式以太網(wǎng)交換機設計的功耗更低。開發(fā)人員可以利用處理器內(nèi)置的實時內(nèi)核從冷啟動狀態(tài)快速初始化以太網(wǎng)交換機，滿足系統(tǒng)對片上網(wǎng)絡快速啟動的嚴格要求。他們還可以在使用期間通過關閉芯片的其他部分來減少功耗，同時通過片上實時內(nèi)核操作以太網(wǎng)交換機。此外，恩智浦的Energy Flex架構實現(xiàn)了精細化的能耗控制，使i.MX 94系列成為車載信息服務和連接應用中高能效的處理器。

恩智浦新發(fā)布的i.MX 94系列應用處理器

面向車載信息服務應用的連接域控制器

i.MX 94系列經(jīng)過優(yōu)化，可作為連接域控制器的核心，將汽車所有外部無線連接集成在單個電子控制單元（ECU）中，并連接到汽車以太網(wǎng)網(wǎng)絡，這與現(xiàn)代軟件定義汽車架構完全契合。除了集成高速以太網(wǎng)外，i.MX 94系列還可以通過SPI、I2C、UART、USB、PCIe和CAN-FD接口連接無線調(diào)制解調(diào)器、收發(fā)器和網(wǎng)絡接入。支持無線連接方式包括5G蜂窩網(wǎng)絡、無線調(diào)諧器、車聯(lián)萬物（V2X）通信、高精度全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）、Wi-Fi、藍牙和超寬帶（UWB）。

將所有外部無線接口集中在一個ECU中，可以實現(xiàn)模塊化的連接解決方案，對所有外部通信應用實現(xiàn)一致的網(wǎng)絡安全過濾。這種設計還能夠更好地管理射頻共存問題，并支持云端管理的OTA軟件更新。

采用后量子密碼的先進信息安全

現(xiàn)代汽車組件面臨著與其他聯(lián)網(wǎng)設備相同的信息安全風險。越來越多的連接方式使汽車成為具有多個攻擊面的無線節(jié)點，帶來重大信息安全隱患。為了幫助汽車系統(tǒng)防范惡意入侵和網(wǎng)絡攻擊，i.MX 94系列采用恩智浦EdgeLock安全信任根，并集成了后量子密碼（PQC）支持。

其他內(nèi)置信息安全措施包括遠程恢復功能、專用的V2X加密加速器（Prime），可實現(xiàn)快速啟動、實時認證，以及更新的加密協(xié)議支持，確保安全、低延遲的通信。片上eIQ Neutron神經(jīng)網(wǎng)絡處理單元（NPU）支持人工智能和機器學習輔助的異常檢測，能夠識別尚未被發(fā)現(xiàn)的潛在攻擊。這些綜合的網(wǎng)絡安全技術使i.MX 94系列成為安全可靠的車載信息服務處理器。

內(nèi)置功能安全，符合嚴格的行業(yè)標準

i.MX 94系列在片上系統(tǒng)集成了硬件功能安全島，可實現(xiàn)高度可配置的安全通信和功能安全能力，支持ISO21434和ISO26262 ASIL B標準。專門的組件被分配用于管理關鍵系統(tǒng)，包括冗余、監(jiān)控和錯誤校正等功能，確保車載信息服務的安全運行。恩智浦提供針對功能安全的軟件工具和庫，包括針對功能安全要求優(yōu)化過的固件、驅(qū)動程序和軟件組件，幫助開發(fā)人員創(chuàng)建滿足嚴格功能安全要求的系統(tǒng)。

現(xiàn)在聯(lián)系恩智浦，開啟新的車載信息服務系統(tǒng)設計之旅

探索恩智浦i.MX 94系列，了解該系列如何為您的車載信息服務和連接應用帶來集成高速以太網(wǎng)、先進信息安全和功能安全的優(yōu)勢。

作者：

Ross McLuckie  恩智浦半導體邊緣處理汽車事業(yè)部經(jīng)理

Ross McLuckie現(xiàn)任恩智浦車載信息服務和汽車連接負責人，常駐蘇格蘭格拉斯哥。在恩智浦、飛思卡爾和摩托羅拉服務的25年，Ross主要專注于汽車領域，最初作為應用工程師從事8位和16位微控制器工作，之后涉足多個市場的廣泛產(chǎn)品線，包括近年來在現(xiàn)有崗位專注于車載信息服務和連接技術。Ross擁有蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學電氣與電子工程學位。