智能駕駛和智能座艙的復雜性不斷提高，正在推動SoC設計進入一個新的發展階段，如何通過新的集中式區域架構、集成AI技術的SoC設計，以及先進的接口IP（知識產權）技術，設計更好的SoC芯片。傳統汽車電子系統通常基于單片SoC，這些SoC往往負責單一功能。

隨著電動車輛的崛起及自動駕駛和車載娛樂系統的復雜化，單片SoC逐漸被多芯片設計所取代。在新的電子電氣架構（EE架構）中，集中式計算模塊成為核心，能夠承擔包括智能汽車的計算平臺的多種應用。

Part 1

這種架構的優勢在于能夠降低系統復雜性、提高擴展性并加速決策過程。

這些SoC通過先進的工藝技術實現高性能表現，并且在多芯片設計中，各種芯片以系統級封裝（SiP）的形式集成，并通過Die-to-die連接實現協同工作。例如，在自動駕駛中央計算系統中，SoC可以包括多個芯片模塊，如用于傳感器接口、安全管理、內存控制和AI加速的芯片模塊，并通過通用芯片互連接口（UCIe）實現互聯。

UCIe是目前汽車SoC設計中最受關注的封裝級通用互連標準。其定義和部署是由多個行業領導者共同推動的，最新的標準版本進一步增強了面向汽車用途的功能，如預測性故障分析和健康監測功能，并優化了封裝成本。

UCIe為ADAS和IVI SoC的設計帶來了三大典型用例。

● 第一種是用于低延遲和一致性需求的場景，通常涉及兩個片上網絡（NoC）之間的連接。

● 第二種用例是將內存和I/O芯片通過CXL和UCIe協議連接到計算芯片，

● 而第三種則類似于高性能計算（HPC）的應用場景，通過UCIe連接AI加速器芯片與主CPU。

在這些用例中，UCIe所帶來的關鍵優勢在于延遲和功耗的優化。例如，Synopsys的UCIe IP通過Flit-Aware和Raw Die-to-Die接口優化延遲，使其在運行中能夠適應不同的時鐘域并實現最小化的傳輸延遲。

此外，UCIe的功率優化架構通過無源端接和可編程驅動強度等設計，進一步降低了芯片間的功耗。

Part 2

汽車制造商正通過高分辨率4K顯示和多流傳輸（MTR）技術，為駕駛艙提供更具吸引力的用戶體驗。

在集中式區域架構下，IVI SoC通過菊花鏈顯示拓撲，將單個GPU的圖像傳輸至多個屏幕。菊花鏈設置不僅簡化了汽車顯示器的布線，還提升了用戶體驗的一致性。

IVI SoC設計中還引入了USB/DP接口的多功能集成應用，例如用于硅片生命周期管理、測試和調試的USB接口，可以在系統內部進行制造測試并支持固件的快速下載。

這些創新設計進一步強化了汽車顯示系統的靈活性和可擴展性。軟件定義汽車的出現，推動網絡安全成為了汽車SoC設計中不可忽視的一環。

自2024年7月起，歐洲、日本和韓國的新車必須符合UNECE R155的網絡安全法規，這意味著汽車OEM和供應商需要遵循ISO/SAE 21434標準，在E/E系統工程中加強網絡安全流程。

汽車產業正處于向軟件定義汽車轉型的關鍵階段，這一過程需要高度集成的系統架構和人工智能技術的結合，以滿足日益復雜的用戶需求和市場環境。

小結

集中式區域架構、多芯片設計、菊花鏈顯示拓撲以及在單個SoC中集成ADAS和IVI功能，代表了汽車SoC設計的未來趨勢。隨著汽車技術的不斷演進，更多創新將會涌現，從而推動智能化、安全化、可靠化的駕駛體驗。