NXP S32G：次世代コネクテッドカー向け統合ゲートウェイ

ラスベガス — NXP Semiconductorsは、自動車マイクロプロセッサとエンタープライズネットワークプロセッサを単一チップに融合したS32Gを発表しました。Vehicle Dynamics Products担当VP兼GMのRay Cornyn氏によると、S32Gはコネクテッドカーの中央ゲートウェイとして、エンタープライズグレードのネットワーキング、高度なADASサポート、堅牢なセキュア通信を提供します。

NXP S32Gの概要（出典：NXP Semiconductors）

S32Gの内部を詳しく見ると、2021年以降の次世代車両に向けた自動車OEMの願望リストが見えてきます。

願望には以下が含まれます：Teslaのようなオーバーザエア（OTA）ソフトウェアアップデートで車両を「ソフトウェアアップグレード可能」にすること、新しいドメインベース車両アーキテクチャへの移行（ECU統合）、セキュリティ機能の強化（侵入検知/監視含む）、クラウドに常時依存せずエッジでデータ分析する車両能力、ASIL Dへの安全性向上。

「コネクテッドビークル」において、自動車OEMはサブスクリプションモデルや使用ベース保険など、新たなビジネス機会を模索しています。

「これらの新しいビジネス機会と能力を次世代車両にもたらすことは、世界中の自動車OEMのトレンドになっています」と、NXP車載ネットワークプロセッサ製品ライン管理ディレクターのBrian Carlson氏。

ソフトウェアアップグレード可能な車が自動車業界の目標なら、S32Gは自動車OEMを一歩近づける設計のようです。

VSI Labs創業者兼プリンシパルのPhil Magney氏は、S32Gが「ソフトウェア定義車の支援アーキテクチャである中央集約ドメイン処理へのゲートウェイとして機能するよう設計されている」と観察。さらに、「新しい車両アーキテクチャは、複数インターフェースを通じて膨大なデータ量をサポートしなければならない」と指摘します。

氏は「これまでネットワーキングは少し後回しにされてきた。しかし現実には、車内でこれほど大量のデータが移動しているため、極めて重要だ。S32Gはすべての配管と関連するセキュリティ、タイミング、安全要件を処理できる」と述べています。多くのネットワークコントローラが主要チップサプライヤーとTier-1によって設計されているが、既存ネットワークプロセッサの中で「S32Gのようにすべてを1チップに集約したものは見たことがない」と付け加えました。

新プロセッサはすでにサンプリング中で、自動車OEMが現在S32Gをテスト中だとCarlson氏。S32Gが主要自動車プレイヤーに魅力的であることを示すため、NXPはプレスリリースでAudiのECU開発自動運転ディレクターBernhard Augustin氏の言葉を共有：「S32Gプロセッサのネットワーキング、性能、安全機能のユニークな組み合わせが、次世代ADASドメインコントローラでの使用に理想的であることが判明した。」

S32プロセッサファミリ

S32Gは、高性能MCU、MPU、アプリケーション固有アクセラレーション、インターフェースの統合アーキテクチャに基づくNXPのS32プロセッサファミリの一部です。

S32ファミリはスケーラブルに設計され、開発者がアプリケーションプラットフォーム全体で統一環境でソフトウェアを作成できるようにします。

目標は、高価なR&D作業を再利用可能にし、自動車業界が今後数年間で急速に変化する車両アーキテクチャに対処する中で、市場投入までの時間を短縮することです。

NXPは、プラットフォームが「自動車品質、信頼性、ASIL D性能を車両全体の複数アプリケーション空間で維持する」ことを強調しています。

車載ネットワークプロセッサ

第一に、S32Gは前例のないレベルのネットワーキングと処理能力を提供します。

以下のブロック図に示す通り、S32GプロセッサはロックステップArm Cortex M7マイクロコントローラコアと、Arm Cortex-A53アプリケーションコアクラスタをロックステップできる業界初の機能を組み込んでいます。

車内で収集・輸送されるデータ量が指数関数的に増加する中、プロセッサの自動車ネットワークとEthernetパケット加速能力がますます重要になりますとCarlson氏は説明します。

大量データを処理できるネットワーキングプロセッサの能力を謳うことは一つのこと。しかし、チップが実際にデータ処理を加速できるかは全く別の話です。加速なしでは、車両ネットワークは容易にボトルネックになり、自動車OEMが要求する決定論的ネットワーク性能でクリティカルサービスを提供できなくなるとCarlson氏は指摘します。

S32Gプロセッサはトランスポート層をオフロードするよう設計され、通信エンジンが低レイテンシを達成可能にします。S32Gは自動車およびEthernetネットワーク向けの「ネットワーク加速ブロック」を搭載しています。

S32Gネットワーク機能には、20×CAN/CAN FDインターフェース、4×ギガビットEthernetインターフェース、PCI Express Gen 3インターフェースが含まれます。

比較として、Magney氏はTeslaが「6つのCANチャネル、4つのEthernetチャネル、カメラ用8つのシリアルラインをサポート」していると指摘。Teslaを「将来の車両アーキテクチャの代理」と呼び、「驚くべきことに、NXPはTeslaにEthernetとCANコントローラを供給している」と述べています。

S32G内部に統合されたその他の主要機能はセキュリティと安全性です。

S32Gは、他のすべてのS32プラットフォームプロセッサと同様に、高性能ハードウェアセキュリティアクセラレーションと、Hardware Security Engine（HSE）によって実現される公開鍵基盤（PKI）サポートによる信頼できる鍵管理を内蔵。ファイアウォールで保護されたHSEは、セキュアブートをサポートする信頼の根源であり、システムセキュリティサービスを提供し、サイドチャネル攻撃から保護します。

安全性については、S32GプロセッサはロックステップArm Cortex M7マイクロコントローラコアと、Arm Cortex-A53アプリケーションコアクラスタをロックステップできる業界初の機能を含む、完全なASIL D能力を提供。ハイレベルOSと大容量メモリサポートで新たなレベルの安全性能を実現します。

S32Gの汎用性

NXPのCarlson氏は、S32Gの美しさはその汎用性にあると指摘。S32Gは車内のさまざまな場所で使用可能 — ゲートプロセッサからドメインコントローラ、ADAS安全プロセッサまで。

車両内でのS32G使用箇所（出典：NXP）

VSI LabsのMagney氏は、「S32Gは多くのAVまたはADASドメインコントローラと補完的だ。なぜなら複数のチップを1つに統合しているからだ」と観察。さらに「そうでなければ、S32Gの機能は、すべてのデータトラフィックを処理するための複数のトランシーバーとコントローラに分散することになる。S32Gには、車内を流れるすべてのデータをサポートするために必要な、クリティカルなタイミング要素、メモリ、セキュリティ、ネットワークアクセラレータがすべて含まれている」と付け加えました。