作者：Arm 汽車事業(yè)部高級產(chǎn)品經(jīng)理 Prakash Mohapatra

汽車行業(yè)正在經(jīng)歷前所未有的巨大變革。在多種趨勢的共同作用下，整個行業(yè)供應鏈深受影響。軟件定義汽車 (SDV)、自動駕駛和電氣化正在促使整車廠針對軟硬件開發(fā)周期重新進行全方位的思考。

為了更好地管理多個計算元件，并應對日益增長的軟件復雜性（包括對 OTA 遠程無線更新的支持），汽車架構正在持續(xù)地發(fā)展演進。傳統(tǒng)的模式中，分布式的電子控制單元 (ECU) 管理著汽車中一些特定的功能，因此為了不斷為車輛引入新特性和功能，有更多的 ECU 被添加到架構中。然而，這種模式大大提高了管理復雜軟件和軟件更新的難度，既不具備可擴展性，也不適合 SDV 的發(fā)展。

為此，汽車行業(yè)正逐步朝著更加集中的架構發(fā)展演進。這就意味著負責管理多個功能且空間上布局分散的多個 ECU ，將被整合到可運行多種軟件工作負載的少數(shù)但功能強大的區(qū)域控制器中。

運行多個軟件工作負載的關鍵要求之一是確保不同軟件工作負載之間免于干擾 (FFI)。在與混合關鍵軟件結合使用時，這一點尤為重要。例如，需要將遵循質(zhì)量管理要求的 ASIL B 或 ASIL D 等級軟件組件結合使用時。

實現(xiàn) FFI 的一種方法是通過沙箱技術將每個軟件組件部署到由分離內(nèi)核隔離的多個虛擬機中。而 Armv8-R 可通過實時虛擬化支持此功能。通過在基于 Armv8-R 的處理器（如 Cortex-R52 和 Cortex-R52+）上使用虛擬機管理程序或更簡單的分離內(nèi)核，可實現(xiàn)多軟件工作負載之間的 FFI。

因此，Arm Cortex-R52 和 Cortex-R52+ 處理器是構建區(qū)域控制器的理想平臺之選，而區(qū)域控制器可用于部署多種軟件工作負載。目前，這類工作負載運行在分布式的 ECU 上，其中許多 ECU 均基于 Arm Cortex-M 處理器。

架構集中化趨勢也促使車輛內(nèi)的域控制器數(shù)量不斷地增加。域控制器可以負責管理數(shù)字化座艙、先進駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)、功能安全、網(wǎng)關、車身和底盤等特定功能。這些控制器用于執(zhí)行計算密集型任務，并連接到多個 I/O 或傳感器。

Cortex-R 處理器所具備的高實時性、高計算性能也使其成為域控制器設計的理想選擇。區(qū)域控制器可以在這些設計中整合 I/O 功能，而域控制器負責更高級別的軟件任務。

未來，域控制器和區(qū)域控制器將在汽車設計中被更多地使用，而 Cortex-R 處理器也將在其中發(fā)揮著重要作用。包括整車廠、一級供應商以及軟件和工具提供商在內(nèi)的汽車行業(yè)將想方設法，把其現(xiàn)有軟件從基于 Cortex-M 處理器的設計無縫遷移到基于 Cortex-R52 和 Cortex-R52+ 處理器的設計上。為滿足這一需求，Arm 創(chuàng)建了軟件遷移指南，幫助指導將現(xiàn)有軟件從基于 Armv7-M 的設計遷移到基于 Armv8-R 的設計。

該指南對 Armv7-M 和 Armv8-R 架構進行了比較，并針對如何將軟件從基于 Cortex-M 的設計遷移到基于 Cortex-R52 和 Cortex-R52+ 的設計提供了指導。指南中涵蓋以下內(nèi)容：

指令集

寄存器集

異常模型

中斷

虛擬化

系統(tǒng)寄存器

內(nèi)存模型

工具

啟動

在區(qū)域架構這一趨勢的持續(xù)演進過程中，獨立 ECU 以及被廣泛應用的基于 Cortex-M 處理器的微控制器 (MCU) 仍將在汽車中發(fā)揮著至關重要的作用（點擊閱讀相關文章）。這些 MCU 將推動遠程邊緣傳感點的部署，以低功耗和高效率控制車內(nèi)的特定操作，并適配 SDV 的新軟件架構。

然而，對于希望在區(qū)域控制器中復用其現(xiàn)有軟件的合作伙伴，以及在新項目中使用基于 Cortex-M 和/或 Cortex-R 設計的合作伙伴，這份新指南必將能提供切實有效的幫助。