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車規級芯片有哪些?車規級芯片的標準和不同芯片對比

2022-04-13
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來源:OFweek新能源汽車網

車規級芯片按功能劃分為控制類、功率類、傳感器和其他類;目前各類芯片巨頭均大多來自國外廠商。控制類芯片包括AI芯片和MCU(單片機)芯片,我們常說的車規級芯片更多的是指AI芯片,屬于系統級的SOC芯片,性能最為強大。

一、車規級芯片標準

車規級芯片標準比消費級高很多,認證流程長。

1、工作環境更為惡劣:與消費芯片和一般工業芯片相比,汽車芯片的工作環境溫度范圍在零下40至零上155攝氏度,易受寬度光、高振動、多粉塵、多電磁干擾。

2、可靠性安全性要求高:大多數汽車設計使用時長為15年或20萬公里左右,比消費電子產品壽命要求更長。同等可靠性要求下,系統組成的部件和環節越多,對組成的部件的可靠性要求就越高。

3、車規級芯片認證流程長:一款芯片大概需要2年左右時間完成車規級認證,進入車企供應鏈后一般擁有5-10年的供貨周期。

二、車規級芯片有哪些?

1、FPGA,Field Programmable Gate Array,可編程邏輯門陣列,算力較高,小規模定制化開發測試場景較為適用。用戶能夠通過燒入配置文件來定義其內部結構的連線,從而實現定制電路。它的芯片量產成本較高,能效比較差,比不上ASIC專用芯片;比較適合在科研、企業開發階段,一旦方案確定,其成本優勢就不再突出。可編程邏輯,計算效率高,更接近底層IO,通過冗余晶體管和連線實現邏輯可編程。代表廠商有賽靈思、阿爾特拉(被英特爾收購)、深鑒科技。

2、ASIC,Application-Specific Integrated Circuit,是一種為專門目的而設計的集成電路,算力最高,能效比優等。主要面向特定用戶的需求,適合比較單一的大規模應用場景,在同等條件下運行速度比FPGA快。但在架構層面對特定智能算法作硬化支持,指令集簡單或指令完全固化,若場景發生變化,那么該類AI芯片便不再適用,具有更新換代的要求。當前,AI算法不斷變化,每年都有大量的算法被開發出來,適用性不強。所以現階段并沒有真正意義上的ASIC芯片。晶體管根據算法定制,功耗低、計算效能高、計算效率高。為特定需求專門定制的芯片,編程框架固定,更換算法需重新設計

3、CPU:中央處理器。70%晶體管用來構建Cache,還有部分控制單元,計算單元少,適合運算復雜,邏輯復雜,但量少的場景,具有不可替代性;算力最低,能效比差;但在各個領域具有通用性。

4、GPU:晶體管大部分構建計算單元,運算復雜度低,適合大規模并行計算。支持各種編程框架,較FPGA和ASIC更通用;算力高,能效比中;廣泛應用于各種圖形處理、數值模擬、機器學習算法領域。


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