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                                  太阳城娱乐网站_行使体系优化编译器加快汽车电子产物计划

                                  利用系统优化编译器加速汽车电子产品打算

                                    得益于摩尔定律,汽车电气体系经验了快速的技能增添。当代化的汽车已得到长足成长,不再是耦合了 AM 无线电的简朴动员机电气体系。现在当代化的汽车搭载了多种高级电子体系,可以或许执动作员机节制、高级驾驶员帮助体系 (ADAS)、牵引力与不变性节制、信息娱乐等成果,另外还针对某些尖端应用提供了自主操纵手段。

                                  本文引用地点:

                                    这种汽车内电子体系陈设的明显增添也带来了几个必需由计划职员办理的挑衅:

                                    · 机能 – 必要及时、低时延与高确定性的机能以实现譬喻 ADAS、ECU、牵引力与不变性节制等多种车载成果。

                                    · 安详 – 汽车电子体系实现要害成果,妨碍会导致受伤或衰亡。因此,体系必需实现信息安详保障与防改动技能,以防备未授权的修改。

                                    · 安详性 – 必需切合 ISO26262 划定的汽车安详完备性程度。

                                    · 接口 – 必需可以或许毗连多种传感器、驱动器与其他制动器。

                                    · 功率服从 – 必需在有限的功耗预算内高效运行。

                                    · 软件界说 – 具备高机动性以顺应多种市场中的差异尺度与前提。

                                    为应对这些挑衅,汽车电子体系开拓职员正在陈设片上异构体系 (SoC) 器件。异构器件将一个处理赏罚单位(凡是为多核)与一个或多个异构协同处理赏罚器(譬喻 GPU、DSP 或可编程逻辑)相团结。

                                    将处理赏罚单位与可编程逻辑相团结可组成细麋集成型体系,以便操作可编程逻辑的固有并行特征。该特征支持行使可编程逻辑 (PL) 实现高机能算法和接口毗连,同时由处理赏罚体系实现更高级的决定拟定、通讯与体系打点成果。完成团结后,便可使可编程逻辑分管处理赏罚使命,从而建设更具相应性、确定性而且能效更高的办理方案。

                                    就接口毗连而言,异构 SoC 可支持多种业界尺度接口,这些接口可通过处理赏罚体系或可编程逻辑实现。得益于 IO 布局的机动性,可行使可编程逻辑实现要害的原有接口与定制接口。然而,这必要添加一个外部 PHY 来实现协议的物理层,从而提供恣意毗连。

                                    某些异构 SoC 面向多个器件级与体系级安详成果提供支持,便于轻松实现。这些器件可以或许对启动和设置进程举办加密与验证。假如处理赏罚器内核是基于 ARM 处理赏罚器的,那么可行使 Trustzone 担保软件情形安详。有了 Trustzone,开拓团队便可建设正友好况,通过行使措施打点器,对软件会见底层硬件举办限定。另外,这里也提供几个特另外计划选择,譬喻成坚断交,可以在计划中实现,以进一步增强取决于需求的安详办理方案。

                                    传统的异构 SoC 开拓流程把设打算分为处理赏罚器体系和可编程逻辑两大部门。这种要领在已往必要两个独立的开拓团队,这会增进非一再性工程本钱、开拓时刻与技能风险。另外,该要领还将计划成果牢靠在处理赏罚器内核或可编程逻辑中,使后期优化难以举办。

                                    人们所需的开拓器材应该可实现整个器件的软件界说开拓,并有手段按照必要将成果从处理赏罚器内核转移到可编程逻辑,并且非 HDL 专家也能完成。

                                    这正是体系优化编译器的用武之地。体系优化编译器能操作 C、C++ 或 OpenCL 等高级说话以软件方法界嗣魅整个体系举动。然后,行使体系优化编译器执行处理赏罚器体系与可编程逻辑之前的成果分区,该编译器可以或许使成果无缝移动,以便选择是在处理赏罚器体系中运行照旧在可编程逻辑中实现。

                                  利用系统优化编译器加速汽车电子产品打算

                                    图 1 - 行使体系优化编译器选摘要加快的成果。

                                    通过行使处理赏罚体系内部的内置按时器来为成果执行时刻计时,可找出造成瓶颈的成果,从而建设瓶颈成果列表。这些瓶颈成果便成为候选,以备通过行使体系优化编译器在可编程逻辑中实现加快。

                                    处理赏罚体系与可编程逻辑之间的移动是通过体系优化编译器的高条理综合(可将 C、C++、OpenCL 措施转换为 Verilog 或 VHDL 描写的器材)与软件界说毗连框架之间的团结来实现的。软件界说毗连框架可以或许无缝地将 HLS 功效毗连至软件应用,计划团队行使这种要领,一键点击就能在处理赏罚器和可编程逻辑间移动成果。虽然在用户把成果移动到可编程逻辑时,他们也获得了明明的机能晋升,天然这是行使可编程逻辑的功效。与 CPU/GPU 办理方案对比,在 PL 中举办加快还能进步确定性并低落时延,这对诸如 ECU 和 ADAS 的应用来说是至关重要的。

                                  利用系统优化编译器加速汽车电子产品打算

                                    图 2 - 行使体系优化编译器对资源与机能举办估算。

                                    库支持

                                    许多汽车应用都是行使业界尺度开源库举办开拓,譬喻在 ADAS 体系中行使 OpenCV 或 Caffe,或在 ECU 中行使尺度数学库。为加速这些应用的开拓,体系优化编译器必要可以或许支持多个 HLS 库,以便开拓职员在其应用中行使。体系优化编译器应支持多个要害库,个中包罗:

                                    · OpenCV – 可以或许加快计较机视觉成果

                                    · Caffe – 可以或许加快呆板进修推理引擎

                                    · 数学库 – 提供尺度数学库的可综合实现。

                                    · IP 库 – 为实现 FFT、FIR 和移位寄存器 LUT 成果提供 IP 库。

                                    · 线性代数库 – 提供通用线性代数成果库。

                                    · 恣意精度数据范例库 – 行使有标记和无标记整数支持非2次幂的恣意长度数据。该库应承开拓职员更高效地行使 FPGA 资源。

                                    这些库的提供为开拓团队提供相等大的支持,闪开拓团队不必开拓相同的成果。

                                    真实实例

                                    许多汽车应用的要害元素是掩护数据以防备未授权修改,停止导致不安详操纵。用来掩护存储数据与传输数据安详的一种常用算法是高级加密尺度 (AES)。AES 是在高级层面描写的,,但最得当在可编程逻辑架构中实现的算法的典型。为了演示行使体系优化编译器的上风,已开拓一款面向三种常用操纵体系的简朴 AES 256 应用。该实例最初只在处理赏罚器体系中执行,然后在可编程逻辑中实现成果的加快。 

                                  利用系统优化编译器加速汽车电子产品打算

                                  图 3 - 当行使体系优化编译器时,差异操纵体系的 AES 加快功效。

                                    结论

                                  版权保护: 本文由 上海恒星建筑及装修股份有限公司 原创,转载请保留链接: http://www.jlhcszx.com/hengxingjianzhuzhuangxiu/493.html

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