發布背景
近日，姚(yao)期智院(yuan)士代表標準(zhun)牽頭單位（交叉信(xin)息核(he)心技術研究院(yuan)）與(yu)標準(zhun)起(qi)草(cao)單位（中國Chiplet產(chan)業聯(lian)盟），與(yu)國內(nei)主機(ji)廠、一(yi)級(ji)供應商代表一(yi)起(qi)，發布世(shi)界首(shou)個車規級(ji)Chiplet接(jie)口標準(zhun)：《車規級(ji)芯粒互連標準(zhun)ACC_RV 1.0》- Road vehicles- Advanced Cost-driven Chiplet Interface（ACC_RV）(標準(zhun)可通過//accchiplet.iiisct.com/進行下載）。
近年來，新能源及人工智能產業的快速發展正在推動汽車產業的數字化變革，“新四化”大趨勢下，傳統分布式的汽車電子電氣架構正在逐步向域控制式以及中央計算平臺演進，不同類型智能座艙、智能駕駛解決方案在新車型上的創新及搭載率快速提升。汽車智能化率在高速增長的同時，也展現出產品層次及功能需求顯著多元化的特點，而汽車芯片作為核心“大腦”，在傳統(tong)SoC設計(ji)思路下，單(dan)芯片(pian)如何能夠靈活(huo)適配于不同(tong)車型的(de)需(xu)求(qiu)，亦往(wang)往(wang)成為取舍痛點。
Chiplet架(jia)(jia)構通(tong)(tong)過(guo)將SoC中的(de)通(tong)(tong)用模(mo)(mo)塊與專用模(mo)(mo)塊解(jie)耦并分別生產成小芯粒，由主機廠以及Tier1根據自身車型(xing)適配(pei)需(xu)求進行靈活(huo)選擇并異(yi)構集成，可(ke)提供(gong)兼(jian)顧(gu)高(gao)性能(neng)、安全穩定、成本可(ke)控、擴展性強(qiang)、迭代周期(qi)短(duan)等綜合需(xu)求的(de)解(jie)決方案，將成為未來中央計算平臺硬件架(jia)(jia)構的(de)重要的(de)發展方向。
標準訂立原則
滿足(zu)最高級別(bie)功能(neng)安(an)全（最高可支持到Asil-D級）
信號(hao)通路安全（國密算(suan)法）
針對信(xin)道優化（車規(gui)芯片與(yu)封裝覆銅更厚(hou)，以增加加速(su)度(du)耐受力），增強高速(su)串口均衡(heng)能(neng)力
在滿足(zu)車(che)規(gui)級功能(neng)安全、信號通路安全等的前提下，盡可能(neng)壓低車(che)規(gui)所帶來的更(geng)多的Chiplet測(ce)試成(cheng)本
ACC_RV 1.0車規標準總概
工作(zuo)溫度(du)：支(zhi)持-40~150℃。
存儲保護：在存儲加入(ru)ECC校驗保護，實現1bit糾錯(cuo)，2bit以上(shang)檢測出(chu)錯(cuo)誤。
端(duan)到端(duan)總線保護(hu)：在(zai)數(shu)據(ju)輸入本端(duan)鏈路層之前，通過CRC計算生成冗(rong)余位，當數(shu)據(ju)傳輸到對端(duan)鏈路層后，進行CRC校驗，從而避免數(shu)據(ju)在(zai)傳輸過程中的失效問(wen)題。
芯片(pian)監控(kong)：加入電壓、溫(wen)度的(de)監測(ce)邏(luo)輯，支持上報。
啟動自檢：在芯片上(shang)電的時候進行(xing)邏(luo)輯(ji)自檢。在關機下電時，完成邏(luo)輯(ji)自檢，并(bing)將自檢結果留存，待下次(ci)上(shang)電時讀取。自檢若出錯，則直接上(shang)報。支持安全島主(zhu)動發起(qi)自檢。
冗余(yu)信(xin)道(dao)(dao)：在(zai)信(xin)道(dao)(dao)組(zu)之外(wai)，需要添加冗余(yu)信(xin)道(dao)(dao)。當(dang)某一信(xin)道(dao)(dao)發生故(gu)障時(shi)，支持(chi)用冗余(yu)信(xin)道(dao)(dao)去替換故(gu)障信(xin)道(dao)(dao)。
快速(su)測(ce)(ce)試(shi)：信(xin)道設計上加入(ru)(ru)一個(ge)旁路模(mo)(mo)式，即復用(yong)信(xin)道。這(zhe)個(ge)模(mo)(mo)式復用(yong)Chiplet高(gao)速(su)串(chuan)口(kou)(kou)為(wei)測(ce)(ce)試(shi)通(tong)道輸入(ru)(ru)端口(kou)(kou)，測(ce)(ce)試(shi)激勵通(tong)過測(ce)(ce)試(shi)通(tong)道輸入(ru)(ru)端口(kou)(kou)，進入(ru)(ru)片(pian)內進行(xing)測(ce)(ce)試(shi)；同時，Chiplet高(gao)速(su)串(chuan)口(kou)(kou)可以被(bei)復用(yong)為(wei)測(ce)(ce)試(shi)通(tong)道輸出(chu)端口(kou)(kou)，片(pian)內響應通(tong)過測(ce)(ce)試(shi)通(tong)道輸出(chu)端口(kou)(kou)，輸出(chu)片(pian)外(wai)觀測(ce)(ce)。由于(yu)高(gao)速(su)串(chuan)口(kou)(kou)的(de)高(gao)速(su)度，可以極大加快測(ce)(ce)試(shi)速(su)度，減(jian)少機臺占用(yong)時間(jian)。
信道(dao)的Loopback測(ce)試(shi)(shi)：Loopback測(ce)試(shi)(shi)能夠滿足，封裝之前(qian)信道(dao)通路(lu)的自檢(jian)自測(ce)，可提前(qian)發現故障，加(jia)快測(ce)試(shi)(shi)速度。
1.存儲器自測試及修復（MBIST and Memory repair）
對(dui)嵌入(ru)式存(cun)(cun)(cun)儲(chu)器(qi)(qi)需(xu)要采(cai)用(yong)內(nei)建自測試(shi)結構，目標是在(zai)(zai)車輛使(shi)用(yong)場景(jing)下，隨時(shi)能(neng)夠啟(qi)動測試(shi)，并(bing)且使(shi)用(yong)盡可(ke)能(neng)少(shao)的測試(shi)管腳，來完成控制激勵(li)(li)輸(shu)入(ru)，檢(jian)測輸(shu)出。存(cun)(cun)(cun)儲(chu)器(qi)(qi)自測試(shi)結構需(xu)要內(nei)置激勵(li)(li)產(chan)生(sheng)(sheng)單元，在(zai)(zai)啟(qi)動測試(shi)信(xin)號拉高后產(chan)生(sheng)(sheng)測試(shi)激勵(li)(li)對(dui)存(cun)(cun)(cun)儲(chu)器(qi)(qi)進行(xing)讀寫(xie)操作，讀取存(cun)(cun)(cun)儲(chu)器(qi)(qi)內(nei)部(bu)值(zhi)，在(zai)(zai)比(bi)(bi)較器(qi)(qi)內(nei)與期(qi)望值(zhi)進行(xing)對(dui)比(bi)(bi)。對(dui)比(bi)(bi)結果通過(guo)一個(ge)標志位(wei)輸(shu)出，通過(guo)標志位(wei)信(xin)號可(ke)以判斷存(cun)(cun)(cun)儲(chu)器(qi)(qi)是否存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)缺(que)陷(xian)。
上述對(dui)存(cun)儲(chu)器的讀寫(xie)操作(zuo)，即對(dui)連續地址空(kong)間升序或降序寫(xie)入特定數(shu)值，并(bing)讀出，這種讀寫(xie)操作(zuo)稱為測試算(suan)法。復雜算(suan)法帶來(lai)更(geng)高的覆蓋率，保障功(gong)能安(an)全。
為了滿(man)足車規(gui)功能(neng)(neng)安全需(xu)(xu)求，存(cun)儲器(qi)測(ce)試(shi)需(xu)(xu)要(yao)包含自(zi)修(xiu)復功能(neng)(neng)。測(ce)試(shi)方案包括，必(bi)須選擇帶(dai)有冗(rong)余行(xing)/列邏輯的存(cun)儲器(qi)，當存(cun)儲器(qi)自(zi)測(ce)試(shi)發現存(cun)儲器(qi)故(gu)障時，用冗(rong)余行(xing)/列替換(huan)故(gu)障行(xing)/列，并將這(zhe)種(zhong)替換(huan)信息存(cun)入片上(shang)可編程存(cun)儲器(qi)。
存儲器自測試與(yu)修復(fu)，很(hen)大程度(du)上提高(gao)了芯片(pian)良(liang)率和可靠性(xing)，增(zeng)強后期使用中發生故障時的處(chu)理能力，適用車(che)規應用場景。
2.邏輯自測試（LBIST）
車(che)規(gui)使用(yong)場景下，芯片(pian)需要滿足自測試(shi)。所以對于片(pian)上(shang)邏輯(ji)(ji)需要加(jia)入(ru)自測試(shi)結(jie)構(gou)；同時考慮頂層管腳資源的限制(zhi)，使用(yong)壓縮(suo)邏輯(ji)(ji)，將數目(mu)龐大(da)的測試(shi)掃(sao)描鏈，壓縮(suo)為若干個測試(shi)通(tong)道；掃(sao)描鏈的輸出(chu)經(jing)過(guo)壓縮(suo)邏輯(ji)(ji)，壓縮(suo)成若干輸出(chu)。
邏(luo)輯自測(ce)試啟動(dong)后(hou)，偽隨機圖(tu)形產生器產生測(ce)試圖(tu)形，經過內(nei)置有線性反(fan)饋移位寄存(cun)(cun)器的解壓(ya)縮(suo)邏(luo)輯解壓(ya)后(hou)灌入掃(sao)描(miao)鏈中，通過一(yi)系列(lie)移位，捕獲，再(zai)移位操作，抓取(qu)電(dian)(dian)路反(fan)饋值(zhi)(zhi)并且(qie)與期(qi)望(wang)值(zhi)(zhi)相(xiang)比，判斷電(dian)(dian)路是(shi)否存(cun)(cun)在故障。額外(wai)的，需要一(yi)個壓(ya)縮(suo)邏(luo)輯對(dui)多掃(sao)描(miao)鏈的輸出進行壓(ya)縮(suo)后(hou)，再(zai)次進入一(yi)個多輸入簽名(ming)寄存(cun)(cun)器電(dian)(dian)路，在這里和(he)期(qi)望(wang)值(zhi)(zhi)進行對(dui)比，大大減少(shao)了管(guan)腳數目。
3.安全島控制
自測(ce)(ce)試(shi)(shi)必須受到來自安(an)(an)全島的專用(yong)車規CPU的控制，在車輛上電或空閑時，啟(qi)動測(ce)(ce)試(shi)(shi)。測(ce)(ce)試(shi)(shi)時，專用(yong)車規CPU發送(song)測(ce)(ce)試(shi)(shi)指令，通(tong)(tong)過(guo)總線接口(kou)，對系(xi)統內(nei)(nei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)控制器進行操作(zuo)，最終由系(xi)統內(nei)(nei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)控制器通(tong)(tong)過(guo)標(biao)準測(ce)(ce)試(shi)(shi)訪問接口(kou)啟(qi)動測(ce)(ce)試(shi)(shi)，收集結果。安(an)(an)全島內(nei)(nei)CPU采用(yong)雙鎖步(bu)設(she)計，為(wei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)程序安(an)(an)全運(yun)行提(ti)供保障。
4.信道冗余及重映射設計
在(zai)信(xin)道組之外，需要添(tian)加冗余信(xin)道。當(dang)某一信(xin)道發(fa)生故(gu)障時，用冗余信(xin)道去替換故(gu)障信(xin)道，這(zhe)一冗余設(she)計將提升良率(lv)和可靠性。
在信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)發送端(duan)(duan)，接收端(duan)(duan)分別加入(ru)(ru)(ru)一個3輸(shu)入(ru)(ru)(ru)的(de)(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)選(xuan)擇(ze)器(qi)，信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)逐次送入(ru)(ru)(ru)相鄰兩邊信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)選(xuan)擇(ze)器(qi)，這樣，如(ru)果信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)1發生故障，通過控制選(xuan)擇(ze)器(qi)的(de)(de)選(xuan)擇(ze)端(duan)(duan)，將輸(shu)入(ru)(ru)(ru)2映射到(dao)(dao)冗(rong)(rong)余信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)1的(de)(de)選(xuan)擇(ze)器(qi)上，通過冗(rong)(rong)余信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)發送器(qi)發送輸(shu)入(ru)(ru)(ru)2，同時(shi)冗(rong)(rong)余信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)1的(de)(de)接收器(qi)輸(shu)出(chu)，再映射回(hui)到(dao)(dao)原先信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)1的(de)(de)輸(shu)出(chu)2，這樣輸(shu)入(ru)(ru)(ru)2到(dao)(dao)輸(shu)出(chu)2的(de)(de)傳輸(shu)就通過冗(rong)(rong)余信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)1完成。同理，信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)2故障時(shi)，輸(shu)入(ru)(ru)(ru)3到(dao)(dao)輸(shu)出(chu)3的(de)(de)傳輸(shu)，可以向(xiang)下映射到(dao)(dao)冗(rong)(rong)余信(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)道(dao)(dao)(dao)2上進行。
這(zhe)種冗(rong)余設計大大提高了可(ke)靠性，使(shi)用與車規測試(shi)后(hou)的(de)修(xiu)復。由于車規測試(shi)的(de)復雜性，標準中特(te)加入快速測試(shi)相關模(mo)式，具體方(fang)法如下：
1.信道旁路模式
信道(dao)設計上加入(ru)(ru)一(yi)個旁路模(mo)(mo)式，即復(fu)用(yong)信道(dao)。這個模(mo)(mo)式使差(cha)分輸(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)可以(yi)被復(fu)用(yong)為(wei)測(ce)試通(tong)道(dao)輸(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)，測(ce)試激勵(li)通(tong)過(guo)測(ce)試通(tong)道(dao)輸(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)，進入(ru)(ru)片(pian)內(nei)進行測(ce)試；同時，差(cha)分輸(shu)(shu)(shu)出(chu)端(duan)口(kou)可以(yi)被復(fu)用(yong)為(wei)測(ce)試通(tong)道(dao)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)端(duan)口(kou)，片(pian)內(nei)響應通(tong)過(guo)測(ce)試通(tong)道(dao)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)端(duan)口(kou)，輸(shu)(shu)(shu)出(chu)片(pian)外觀(guan)測(ce)。高速差(cha)分端(duan)口(kou)的復(fu)用(yong)為(wei)測(ce)試通(tong)道(dao)端(duan)口(kou)，可以(yi)加快測(ce)試速度。
旁路模式規定，差分信道輸入可以直接被導入片內，輸入信道被旁路；差分信道輸出可以直接來自片內，輸出信道被旁路。
2.信道的Loopback測試
內(nei)loopback模式中，輸出(chu)側輸出(chu)預置測(ce)試圖形，通過(guo)內(nei)部(bu)選擇(ze)環回(hui)到輸入(ru)側，輸入(ru)測(ce)采樣數據和預置測(ce)試圖形進行(xing)對(dui)比，判斷內(nei)部(bu)信道通路是否正常。
外loopback模式中，輸出側輸出預置測試圖形，必須通過輸出端口輸出到片外，并且通過輸入側的選擇器環回到輸入側，輸入測采樣數據和預置測試圖形進行對比，判斷內部信道通路是否正常。
Loopback測試能夠滿足，封裝之前信道通路的自檢自測，可提前發現故障，加快測試速度。
ACC_RV同期(qi)通(tong)過開放原子基金會(hui)“元遨”開源智能出行項目發布。
