探索 Arm 分核、锁步与混合模式：汽车安全用例解析

凭借包括切换实时交通信息、执行自适应刹车或在车道辅助中调整转向等瞬间制定决策的技术需求增长，汽车能够自主行驶，同时应对控制和安全方面的动态挑战。随着人们对更安全、更智能且网联程度更高的汽车的需求不断增长，以及自动驾驶功能的日益普及，这些能力变得愈加重要。

什么是 Arm 分核、锁步与混合模式？

汽车中的很多系统，如先进驾驶辅助系统 (ADAS)、自动驾驶系统和车载信息娱乐 (IVI) 等，都需要快速处理大量数据，同时还得保持多个等级的安全性。在面临性能、功耗和面积等持续的算力挑战下，平衡这些要求对汽车而言至关重要。

Arm 的分核、锁步与混合模式功能多样，能够支持不同等级的汽车安全需求，从而帮助整车厂打造安全、强大且适应性强的汽车，为用户带来安全无忧且操作便捷的未来驾驶体验。

Arm 的分核、锁步与混合模式提供了一个全面的解决方案，它允许单一芯片设计能够根据特定安全及性能需求，灵活地在不同模式下运行。这种强大的灵活性和适应性，使得整车厂和一级供应商能够在多种安全关键型汽车应用场景中，使用相同的硬件设备。

分核、锁步与混合模式的应用示例

分核模式：大幅提高性能

应用示例：汽车的 IVI 系统负责处理许多非安全关键型任务，如播放音乐、提供导航指示和调节车内温度，同时确保驾驶者拥有无缝的驾驶体验。

分核模式的实现方法：在分核模式下，处理器核心各自独立运行，针对高性能需求的应用提供出色性能。因此，在需要快速响应和强大数据处理能力的场景中，比如多媒体播放、导航、通信、高端图形处理及高速数据处理等，分核模式能够实现高吞吐量。该模式适用于追求速度与效率，且安全性并非首要考虑因素的应用场景。

锁步模式：优异的安全性 - ASIL D

应用示例：当我们在大雾弥漫且交通繁忙的高速公路上驾驶时，各类 ADAS 功能便会派上用场。汽车会自动探测周围环境，预判潜在危险，启动牵引力控制，并在必要时辅助转向甚至刹车。汽车系统会分析障碍物数据、评估风险，并自动引导驾驶员规避危险，或在必要时紧急制动，以保护驾驶员免受潜在事故的伤害。这些系统在遇到危及生命的紧急情况时，必须具备故障安全机制。

锁步模式如何确保安全性：锁步模式是专为最严格的安全关键型应用而设计，比如 L2+ 级别的 ADAS 功能，在这些应用中，系统故障可能会造成危及生命的后果。在锁步模式下，处理器核心成对运行，同时 Arm DynamIQ Shared Unit (DSU) 逻辑和内存也同步运行，确保了冗余操作，从而实现故障安全执行。这种冗余对于需要 ASIL D/SIL 3 等高安全标准的系统至关重要，这些系统控制着自动刹车、防撞等关键功能，是应对安全威胁的重要措施。

混合模式：ASIL B 的平衡解决方案

应用示例：混合模式能够协调运行，在保持必要安全措施的同时优化功耗，确保平稳的驾驶体验，而不影响可靠性或控制。面对存在中等风险的场景，例如使用自适应巡航控制系统与其他汽车保持安全距离，或有效管理能源时，混合模式可确保关键功能协调运行，从而提升驾驶体验，而不会产生不必要的功耗或安全隐患。

混合模式如何平衡：混合模式的设计兼顾性能和安全性。在这种模式下，处理器核心独立运行，而 DSU 逻辑则采用锁步方式运行。与完全锁步模式相比，这样既能实现必要的冗余和安全功能，又能保持更高水平的性能和效率。对于只需要 ASIL B/SIL 2 的中级安全功能，如电动汽车 (EV) 中的车道偏离预警或能量管理，混合模式与软件测试库 (STL) 相结合，能够在可用性、安全性和性能之间实现完美平衡。

构筑汽车行业未来发展的基石

Arm 的分核、锁步与混合模式不仅仅是技术术语，更是实现未来汽车创新的关键。Arm 提供的解决方案，以其灵活性、高性能且注重安全的特点，成为了构筑基础平台的理想之选，为打造安全可靠的汽车产品、塑造汽车行业的未来奠定了坚实基础。

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文章来源：Arm社区

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