發(fā)布背景
近日，姚期智院士代表標準牽頭單位（交叉信息核心技術(shù)研究院）與標準起草單位（中國Chiplet產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟），與國內(nèi)主機廠、一級供應(yīng)商代表一起，發(fā)布世界首個車規(guī)級Chiplet接口標準：《車規(guī)級芯粒互連標準ACC_RV 1.0》- Road vehicles- Advanced Cost-driven Chiplet Interface（ACC_RV）(標準可通過http://accchiplet.iiisct.com/進行下載）。
近年來，新能源及人工智能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展正在推動汽車產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化變革，“新四化”大趨勢下，傳統(tǒng)分布式的汽車電子電氣架構(gòu)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(chuàng)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(xiàn)出產(chǎn)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(tǒng)SoC設(shè)計思路下，單芯片如何能夠靈活適配于不同車型的需求，亦往往成為取舍痛點。
Chiplet架構(gòu)通過將SoC中的通用模塊與專用模塊解耦并分別生產(chǎn)成小芯粒，由主機廠以及Tier1根據(jù)自身車型適配需求進行靈活選擇并異構(gòu)集成，可提供兼顧高性能、安全穩(wěn)定、成本可控、擴展性強、迭代周期短等綜合需求的解決方案，將成為未來中央計算平臺硬件架構(gòu)的重要的發(fā)展方向。
標準訂立原則
滿足最高級別功能安全（最高可支持到Asil-D級）
信號通路安全（國密算法）
針對信道優(yōu)化（車規(guī)芯片與封裝覆銅更厚，以增加加速度耐受力），增強高速串口均衡能力
在滿足車規(guī)級功能安全、信號通路安全等的前提下，盡可能壓低車規(guī)所帶來的更多的Chiplet測試成本
ACC_RV 1.0車規(guī)標準總概
工作溫度：支持-40~150℃。
存儲保護：在存儲加入ECC校驗保護，實現(xiàn)1bit糾錯，2bit以上檢測出錯誤。
端到端總線保護：在數(shù)據(jù)輸入本端鏈路層之前，通過CRC計算生成冗余位，當數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄Χ随溌穼雍螅M行CRC校驗，從而避免數(shù)據(jù)在傳輸過程中的失效問題。
芯片監(jiān)控：加入電壓、溫度的監(jiān)測邏輯，支持上報。
啟動自檢：在芯片上電的時候進行邏輯自檢。在關(guān)機下電時，完成邏輯自檢，并將自檢結(jié)果留存，待下次上電時讀取。自檢若出錯，則直接上報。支持安全島主動發(fā)起自檢。
冗余信道：在信道組之外，需要添加冗余信道。當某一信道發(fā)生故障時，支持用冗余信道去替換故障信道。
快速測試：信道設(shè)計上加入一個旁路模式，即復(fù)用信道。這個模式復(fù)用Chiplet高速串口為測試通道輸入端口，測試激勵通過測試通道輸入端口，進入片內(nèi)進行測試；同時，Chiplet高速串口可以被復(fù)用為測試通道輸出端口，片內(nèi)響應(yīng)通過測試通道輸出端口，輸出片外觀測。由于高速串口的高速度，可以極大加快測試速度，減少機臺占用時間。
信道的Loopback測試：Loopback測試能夠滿足，封裝之前信道通路的自檢自測，可提前發(fā)現(xiàn)故障，加快測試速度。
1.存儲器自測試及修復(fù)（MBIST and Memory repair）
對嵌入式存儲器需要采用內(nèi)建自測試結(jié)構(gòu)，目標是在車輛使用場景下，隨時能夠啟動測試，并且使用盡可能少的測試管腳，來完成控制激勵輸入，檢測輸出。存儲器自測試結(jié)構(gòu)需要內(nèi)置激勵產(chǎn)生單元，在啟動測試信號拉高后產(chǎn)生測試激勵對存儲器進行讀寫操作，讀取存儲器內(nèi)部值，在比較器內(nèi)與期望值進行對比。對比結(jié)果通過一個標志位輸出，通過標志位信號可以判斷存儲器是否存在缺陷。
上述對存儲器的讀寫操作，即對連續(xù)地址空間升序或降序?qū)懭胩囟〝?shù)值，并讀出，這種讀寫操作稱為測試算法。復(fù)雜算法帶來更高的覆蓋率，保障功能安全。
為了滿足車規(guī)功能安全需求，存儲器測試需要包含自修復(fù)功能。測試方案包括，必須選擇帶有冗余行/列邏輯的存儲器，當存儲器自測試發(fā)現(xiàn)存儲器故障時，用冗余行/列替換故障行/列，并將這種替換信息存入片上可編程存儲器。
存儲器自測試與修復(fù)，很大程度上提高了芯片良率和可靠性，增強后期使用中發(fā)生故障時的處理能力，適用車規(guī)應(yīng)用場景。
2.邏輯自測試（LBIST）
車規(guī)使用場景下，芯片需要滿足自測試。所以對于片上邏輯需要加入自測試結(jié)構(gòu)；同時考慮頂層管腳資源的限制，使用壓縮邏輯，將數(shù)目龐大的測試掃描鏈，壓縮為若干個測試通道；掃描鏈的輸出經(jīng)過壓縮邏輯，壓縮成若干輸出。
邏輯自測試啟動后，偽隨機圖形產(chǎn)生器產(chǎn)生測試圖形，經(jīng)過內(nèi)置有線性反饋移位寄存器的解壓縮邏輯解壓后灌入掃描鏈中，通過一系列移位，捕獲，再移位操作，抓取電路反饋值并且與期望值相比，判斷電路是否存在故障。額外的，需要一個壓縮邏輯對多掃描鏈的輸出進行壓縮后，再次進入一個多輸入簽名寄存器電路，在這里和期望值進行對比，大大減少了管腳數(shù)目。
3.安全島控制
自測試必須受到來自安全島的專用車規(guī)CPU的控制，在車輛上電或空閑時，啟動測試。測試時，專用車規(guī)CPU發(fā)送測試指令，通過總線接口，對系統(tǒng)內(nèi)測試控制器進行操作，最終由系統(tǒng)內(nèi)測試控制器通過標準測試訪問接口啟動測試，收集結(jié)果。安全島內(nèi)CPU采用雙鎖步設(shè)計，為測試程序安全運行提供保障。
4.信道冗余及重映射設(shè)計
在信道組之外，需要添加冗余信道。當某一信道發(fā)生故障時，用冗余信道去替換故障信道，這一冗余設(shè)計將提升良率和可靠性。
在信道的發(fā)送端，接收端分別加入一個3輸入的信道選擇器，信道的信號逐次送入相鄰兩邊信道選擇器，這樣，如果信道1發(fā)生故障，通過控制選擇器的選擇端，將輸入2映射到冗余信道1的選擇器上，通過冗余信道的發(fā)送器發(fā)送輸入2，同時冗余信道1的接收器輸出，再映射回到原先信道1的輸出2，這樣輸入2到輸出2的傳輸就通過冗余信道1完成。同理，信道2故障時，輸入3到輸出3的傳輸，可以向下映射到冗余信道2上進行。
這種冗余設(shè)計大大提高了可靠性，使用與車規(guī)測試后的修復(fù)。由于車規(guī)測試的復(fù)雜性，標準中特加入快速測試相關(guān)模式，具體方法如下：
1.信道旁路模式
信道設(shè)計上加入一個旁路模式，即復(fù)用信道。這個模式使差分輸入端口可以被復(fù)用為測試通道輸入端口，測試激勵通過測試通道輸入端口，進入片內(nèi)進行測試；同時，差分輸出端口可以被復(fù)用為測試通道輸出端口，片內(nèi)響應(yīng)通過測試通道輸出端口，輸出片外觀測。高速差分端口的復(fù)用為測試通道端口，可以加快測試速度。
旁路模式規(guī)定，差分信道輸入可以直接被導入片內(nèi)，輸入信道被旁路；差分信道輸出可以直接來自片內(nèi)，輸出信道被旁路。
2.信道的Loopback測試
內(nèi)loopback模式中，輸出側(cè)輸出預(yù)置測試圖形，通過內(nèi)部選擇環(huán)回到輸入側(cè)，輸入測采樣數(shù)據(jù)和預(yù)置測試圖形進行對比，判斷內(nèi)部信道通路是否正常。
外loopback模式中，輸出側(cè)輸出預(yù)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(cè)的選擇器環(huán)回到輸入側(cè)，輸入測采樣數(shù)據(jù)和預(yù)置測試圖形進行對比，判斷內(nèi)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(fā)現(xiàn)故障，加快測試速度。
ACC_RV同期通過開放原子基金會“元遨”開源智能出行項目發(fā)布。
