ASICs - Der Bedarf an Geschwindigkeit bei der IVI-Entwicklung im Automobilbereich

Von Ian Williams

Immer mehr Autos bieten heute In-Vehicle-Infotainment-Systeme (IVI), die in der Regel in den Rücksitz oder das Armaturenbrett integriert sind. Diese integrierten Systeme liefern Unterhaltung, Multimedia und Fahrerinformationen in einer einzigen Plattform, die in der Regel in drei Formaten angeboten wird: als Dockingstation für die Smartphone-Integration, als vollständig geschlossene Plattform, die eng mit der Fahrzeugentwicklung verbunden ist, und als Aftermarket-System für Fahrzeug-Upgrades. Dieses wachsende Phänomen kann über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg Einnahmequellen schaffen und eine Möglichkeit bieten, mit den Kunden über einen längeren Zeitraum in Kontakt zu bleiben. Heutzutage ist für Autokäufer nicht mehr nur die Fahrleistung eines Fahrzeugs ausschlaggebend für ihre Kaufentscheidung. Angesichts der zunehmenden Abhängigkeit von unseren Smartphones und der Art und Weise, wie sie uns mit dem Rest der Welt verbinden, spielt die nahtlose Integration mobiler Geräte in ein Auto eine wichtige und einflussreiche Rolle bei der Bewertung neuer Fahrzeuge. Nicht-traditionelle Automobilzulieferer wie Apple und Google sehen das vernetzte Auto eindeutig als eine große Chance. Erste Anzeichen für ihr wachsendes Interesse und ihre Beteiligung an diesem Markt sind die Standards Apple CarPlay und Android Auto, die es IVI-Systemen ermöglichen, als Displays und Steuerungen für iOS- und Android-fähige Smartphones zu fungieren. Obwohl Autos viel mehr sind als Smartphones auf Rädern, ist es ein überzeugendes Wertversprechen, dass wir während der Fahrt alle unsere bevorzugten Smartphone-Funktionen und Apps nutzen können. In automobilen IVI-Systemen eignen sich Halbleiter-IPs wie USB, DDR/LPDDR, MIPI-D PHY, WiFi und Bluetooth am besten für die Integration mit leistungsstarken CPU- und GPU-Kernen, um die erforderlichen Systemfunktionen für Audio, Video und Fahrerinformationen bereitzustellen. Es besteht auch ein zunehmender Bedarf, alle diese Blöcke in einen einzigen Chip zu integrieren. Neben IVI-Systemen sind erweiterte Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) eine weitere schnell wachsende Automobilanwendung. Entwickler von SoCs für ADAS-Anwendungen benötigen eine Kombination aus leistungsstarken und energieeffizienten IP-Funktionen, um eine Komplettlösung zu liefern. Hier werden Multimedia-Schnittstellen wie HDMI hochauflösende Displays ermöglichen, und Schnittstellen-Konnektivität kann über IPs angeboten werden, die PCIe- und SATA-Protokolle unterstützen. Einem neuen Bericht von Allied Market Research zufolge wird der weltweite IVI-Markt bis 2022 voraussichtlich 33,8 Milliarden US-Dollar erreichen. Das künftige Wachstum dieses Segments wird durch neue Technologien und die wachsende Nachfrage neuer Märkte nach anspruchsvolleren IVI-Systemen in preisgünstigeren Fahrzeugen angekurbelt. In der nachstehenden Tabelle sind beispielsweise einige wichtige neue Trends für die Fahrzeugkonnektivität aufgeführt, die die künftige Architektur von IVI-Systemen beeinflussen könnten.

Obwohl es Allianzen in der Automobilindustrie gibt, wie z.B. die GENIVI Alliance, eine Non-Profit-Organisation, die sich für die breite Einführung einer quelloffenen IVI-Entwicklungsplattform einsetzt, ist die Produktdifferenzierung sowohl bei der Software als auch bei der Hardware nach wie vor ein wichtiger Antrieb für die Automobilhersteller. Nicht nur im Infotainment-Sektor, sondern auch bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) werden Funktionen wie WiFi-Konnektivität, Text-to-Speech, 3D-Grafiken sowie Sprach- und Gestenerkennung wichtige Faktoren für die Produktdifferenzierung sein. HMI erfordert modulare, skalierbare Systemlösungen, die bereits in der Spezifikationsphase der Systemhalbleiter berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus werden IVI-Systeme zu einer weiteren Plattform für die Verfügbarkeit und den Konsum von Inhalten werden. Die Kunden werden erwarten, dass sie von ihrer IVI-Plattform aus nahtlos auf Inhalte zugreifen können. Für die Fahrzeughersteller ist dies von entscheidender Bedeutung, da sie nach Lösungen suchen, die die Kosten und die Komplexität senken, während gleichzeitig die Notwendigkeit zur Innovation und zur Integration neuer Technologien für bordeigene Systeme weiter an Bedeutung gewinnen wird. Neben der zunehmenden Komplexität sehen sich die Automobilhersteller auch mit verkürzten Markteinführungszyklen konfrontiert, die sich von 5 auf 2 Jahre verkürzt haben, sowie mit dem Druck, die Plattform in der Mitte des Lebenszyklus zu erneuern. Für einen Automobilhersteller ist es von großem Vorteil, einen ASIC-Entwicklungspartner zu haben, der in der Lage ist, ein höheres Maß an Integration mit einem höheren Maß an Funktionalität zu bieten und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken. Ein Automobilzulieferer muss in der Lage sein, ein Produkt zu liefern, das den strengen Qualifikationsstandards der Automobilindustrie wie AEC-Q100 und ISO/TS 16949 standhält. AEC-Q100 ist eine auf Ausfallmechanismen basierende Stresstest-Qualifikationsanforderung für gehäuste ICs, die für Automobilanwendungen bestimmt sind, und die meisten Automobilhersteller verlangen die Einhaltung dieser Anforderungen sogar für Anwendungen im Innenraum. Die Partnerschaft mit GLOBALFOUNDRIES, dem führenden Anbieter von Wafern für die Automobilindustrie foundry, der seit mehr als 10 Jahren Wafer für die Automobilindustrie liefert, bietet Entwicklern die Gewissheit, dass sie sich auf die Qualifizierung für die Automobilindustrie verlassen können. Die Fähigkeit, all diese neuen Funktionen in einem kompakten Formfaktor bereitzustellen, erhöht den Bedarf an ASIC-Integration in zukünftigen IVI-Systemen. In Zukunft besteht auch die Möglichkeit, dass ADAS- und IVI-Systeme miteinander verschmelzen, da sich verbesserte Display-Technologien und -Funktionen darauf konzentrieren, die visuelle Ablenkung des Fahrers zu verringern, was die Notwendigkeit erhöht, verwandte Inhalte auf demselben Bildschirm zu integrieren, einschließlich der Fähigkeit zur Sprach- und Gestenerkennung. Um mit dem ständigen Wandel in der Funktionalität von IVI-Systemen Schritt halten zu können, wenden sich die Entwickler traditionell an Lieferanten, die Zugang zu einer umfangreichen Bibliothek von IC-Designs für die Automobilindustrie haben, die in der Lage sind, diese umzusetzen, die Flexibilität haben, kostengünstige Lösungen anzubieten und die strengen Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie zu erfüllen. Das entscheidende Unterscheidungsmerkmal für die Zukunft wird jedoch die Fähigkeit sein, schnelle Entwicklungszyklen zu erreichen. INVECAS wurde gegründet, um Halbleiter-IPs, Design-Realisierungs- und Silizium-Realisierungsdienste exklusiv für Kunden anzubieten, die Produkte auf der Basis der Prozesstechnologien von GF entwickeln. Der größte Mehrwert für unsere Kunden aus der Automobilindustrie besteht darin, dass INVECAS ihnen bei ihren ASIC-Anforderungen hilft. Indem wir in der Lage sind, ihre ASIC-Anforderungen zu integrieren und ein automobilgeeignetes Produktionsteil zu liefern, werden wir vom Anbieter zum Partner. Aus diesem Grund ist die Zusammenarbeit mit INVECAS und GF bei Ihrem nächsten Automobilprojekt wichtig, um die Kosten für verschiedene elektronische Module und Subsysteme zu senken.