Cadence與Arm - 雙強聯手全速推動車用Chiplet生態系

本文翻譯自Cadence Community Blogs原文: Jumpstarting the Automotive Chiplet Ecosystem

汽車產業正在技術復興的轉折點，迎向一個車輛不再只是交通工具、而是所謂「軟體定義移動」(software-defined mobility)龐大網路互連節點的新時代。這個轉變的核心是小晶片(Chiplet)──即一種微型化、模組化的零組件，能進行混合搭配並擴充為功能強大的ASIC。

以致力推進車用Chiplet生態系為目標，Cadence 與Arm聯手縮短開發時程、加速產品創新，並開創一個合作新時代；此突破性合作不僅滿足了目前車用領域的需求，也為移動解決方案的未來設定了基調。本文將詳細說明介紹此合作所產出的Chiplet參考設計與軟體開發平台，將如何為車用領域的創新鋪路。

車用零組件創新對速度的需求

提到加速創新、保障用路人生命安全，以及實現自動駕駛願景，汽車產業的容錯率為零；然而該產業越來越容易受到眾所周知的車用半導體零組件漫長、艱鉅設計週期影響，這與消費性技術領域的「極速」是強烈對比。

Chiplet提供了具吸引力的解決方案，透過使用共通、標準化介面實現同時進行的多晶片設計與封裝；這種系統單晶片(SoC)開發方法，能顯著縮短產品上市時程。然而，其中的挑戰在於確保來自不同供應商、針對不同應用的Chiplet能無縫整合。

Cadence與Arm的合作不僅是為了因應那些互通性挑戰，還能為複雜且耗時的車用晶片開發之路提供亟需的先機。

Chiplet參考設計的基石

Cadence與Arm的合作，主軸是專門為先進駕駛輔助系統(ADAS)打造的Chiplet參考設計。此參考設計因為包含可擴展的晶片架構以及前所未有的介面互通性，不僅是車用晶片設計方法的藍圖，也是一個里程碑。

該解決方案架構與Arm提出的嵌入式邊緣應用可擴展開放架構(Scalable Open Architecture for Embedded Edge，SOFEE)一致；該架構為軟體定義車輛的晶片與介面設計導入了新標準。此舉為整個產業的合作奠定了堅實的基礎，促成了一個讓創新與整合攜手並進的環境。

參考設計扮演的角色

Chiplet參考設計不僅是晶片開發的起點，也是衡量該領域未來創新的基準。它也提供了互通性測試的共同參考框架──這是實現讓來自不同供應商的Chiplet能共同無縫運作之關鍵步驟。

Cadence在參考設計中扮演吃重角色，該公司提供涵蓋整個晶片設計與開發流程所需的一系列工具、IP組合與服務；此外，Cadence為已通過矽驗證(silicon-proven)的通用Chiplet互連標準Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe)提供IP，以實現高性能的裸晶對裸晶(die-to-die)應用，支撐Chiplet的可擴充性與性能。

因此，先進輔助駕駛系統設計不僅是一個就其自身優勢進行評估的設計，也是一個生態系成員能評估各自創新的環境；Cadence期望客戶能使用並擴展個別Chiplet，也能利用該參考設計來驗證生態系的互通性。為支援此創新與互通性，那些參考設計能在Cadence的驗證工具中進行測試。

IP為基礎

Cadence對這場車用晶片革命的貢獻同樣深遠，藉由從虛擬與混合平台創建，到廣泛I/O IP陣容，以及一套運算IP解決方案的工具，Cadence不只提供硬體工具，還打造了一整個生態系，讓未來車用Chiplet能無縫切入。

此外，Cadence還為SoC客戶支援提供端對端的矽晶片設計服務，提供深入的IP知識與最佳設計實踐。

經過矽驗證的UCIe高性能互連IP

在設計了三個世代的專有UltraLink裸晶對裸晶互連解決方案之後，Cadence累積了大量的裸晶對裸晶IC設計經驗；UltraLink解決方案已經與多位客戶合作進行大量生產。

在最近於美國加州San Jose舉行的Chiplet Summit 2024大會上，Cadence展示了包含7個Chiplet、每個Chiplet包含兩個UCIe PHY功能區塊的第一款測試晶片，以及業界首次在示波器上達到裸晶對裸晶互連速度16GT/s的眼圖量測結果。

透過在包括短、中、長通道的完整互連距離成功建立、傳輸資料，Cadence展現了能設計出符合並超越規格之高性能IP的能力。這個首度在台積電(TSMC) N7製程晶片上實現的UCIe IP，是裸晶對裸晶連結的重要里程碑。

挑戰傳統時程的數位雙生平台

或許此參考設計最具革命性的面向，是包含了一個互補的軟體堆疊開發平台──即能夠忠實映射實際硬體設計行為的數位雙生。該代理(proxy)軟體能讓汽車工程師在實體零組件能取得之前，就先先開始為新的Chiplet進行軟體開發，因此能顯著減少設計迭代、縮短上市時程。

此虛擬平台隨時可提供早期採用者進行部署，預示了一個無須實體原型，測試與驗證可以在矽晶片內完成的新時代；藉此汽車設計工程師能以前所未有的精準度同步進行軟體與硬體開發，如此可大幅減少代價高昂且耗時的重新設計。

共同駛向未來

在汽車技術與半導體創新越來越密切交織的世界，Chiplet不僅僅是一時流行，而是未來道路的基礎。Cadence與Arm的合作不僅是與打造尖端技術有關，是要重塑整個產業的典範。

透過提供一個能協調開發的平台，以及激勵晶片生態系多元化的堅實參考設計，兩家公司的合作不只是在車用電子設計邁進一個過渡階段，而是催化駕駛的本質──包括體驗與產業。

為交通運輸的未來打造Chiplet

將來自不同製造商的Chiplet結合為單一、有凝聚性的單元，提供車廠與Tier 1車用零組件供應商前所未見的靈活性與敏捷性，這不只是減少開發時間或實現更大的經濟規模，而是為模組化與互通性程度更高、智慧更顯著的未來奠定基礎。

Cadence與Arm在推動車用Chiplet生態系上的進展，效果超越了合作本身－－他們展現了對一個更安全、更智慧的連網車輛世界之共同願景。

藉由整合Cadence的Chiplet設計流程與IP，以及Arm的尖端車用強化(Automotive Enhanced) IP解決方案，車用Chiplet將會成為實現軟體定義車輛方面的關鍵角色。隨著產業適應了此革命性變化，對成本、效率與創新帶來的影響，將真正讓汽車產業轉型。

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