English
version

Новости

15 декабря 2017

Обзор микропроцессорного ядра MIPS I6500-F для критически важных систем безопасности в автономных устройствахНовое ядро сочетает высокую производительность и функциональную безопасность и обеспечивает защиту FortifAI™ для интеллектуальных систем

15 декабря 2017 года — Летом текущего года было объявлено* о выпуске высокомасштабируемого 64-битного мультипроцессорного решения на базе архитектуры MIPS, которое уже доступно для лицензирования. Новое ядро MIPS I6500-F основано на популярном 64-битном ядре MIPS I6500, которое характеризуется многопоточностью, многоядерностью и мультикластерностью, и имеет широкий спектр применений – от встроенных систем до облака. Оба эти процессорных ядра могут когерентно реализовывать оптимизированные конфигурации ядер процессора в кластере («Heterogeneous Inside»), и множество разных конфигураций кластеров ЦПУ и ГПУ или ускорителей на чипе («Heterogeneous Outside»). За счет таких уникальных функций, как одновременная многопоточность (SMT) и аппаратная виртуализация (VZ), СФ-блок имеет ряд преимуществ, включая «нулевое переключение контекста» для приложений, требующих ответа в реальном времени. Он также совместим с технологией OmniShield ™, что обеспечивает прочную основу для обеспечения безопасности за счет разделения (security-by-separation).

Ядро MIPS I6500-F создано на основе процесса разработки с применением системы менеджмента качества (СМК), направленной на устранение систематических сбоев. Поддержка теста во время выполнения LBIST и широкое использование избыточности в критических регистрах и встроенных запоминающих устройствах во всех ядрах позволяют обнаруживать переходные и постоянные сбои. В рамках модуля Coherence Manager (CM3) и IO Coherence Unit (IOCU) механизмы избыточности расширены для обеспечения защиты в многоядерном кластере MIPS I6500-F.

Ядро I6500-F прошло строгую сертификацию и получило подтверждение соответствия требованиям функциональной безопасности (FuSa) для стандартов ISO 26262 и IEC 61508. По мнению разработчиков, это решение должно стать идеальным для осуществления ресурсоемких вычислений в развивающихся системах, для которых вопросы безопасности являются приоритетными, — таких как автономные транспортные средства, промышленный интернет вещей (IoT) и робототехника. Превосходя возможности других процессорных ядер, получивших сертификацию FuSa, ядро I6500-F представляет собой высокопроизводительную высокоэффективную основу для многоядерных решений, обеспечивающих управление подобными системами, поскольку оно имеет возможность масштабирования в одной системе до 64-х гетерогенных кластеров многопоточных многоядерных MIPS-процессоров и других ускорителей.

FuSa имеет является необходимой составляющей для всех частей критически важной для безопасности системы, и она включает в себя процессорное ядро в сердце СнК. Такие приложения, как автономные транспортные средства или промышленные системы управления на смарт-заводах, требуют постоянно растущей вычислительной производительности, для которой возможностей современных процессорных ядер, имеющих сертификацию FuSa, не достаточно. Расширенная производительность ядра I6500-F может использоваться для эффективной интеграции в устройства с повышенными требованиями к безопасности возможностей машинного обучения, включая методы искусственного интеллекта, такие как свёрточные нейронные сети (CNN) и глубокие нейронные сети (DNN).

Существующие процессорные ядра, включая MIPS P5600, широко применяются в системах с повышенными требованиями к безопасности с резервированием, для высоконадежного промышленного оборудования. Так, компания и Mobileye в своей последней СнК MobileC EyeQ®4 для систем помощи водителю (ADAS) использует процессорные ядра MIPS interAptiv и M5150 с программным самотестированием ядра, удовлетворяющим требованиям уровня B классификации уровней полноты безопасности автомобиля (ASIL). Следующее поколение СнК EyeQ®5 для автономных транспортных средств основано на процессорном ядре I6500-F, и будет изготовлено по технологии 7-нм FinFET. EyeQ®5 станет открытой программной платформой, на которой клиенты могут развернуть свои собственные алгоритмы – такую возможность предоставляют архитектурные элементы MIPS, среди которых аппаратная виртуализация. СнК Mobileye уже устанавливаются в системы помощи водителю (ADAS).

В Mobileye считают, что СнК EyeQ®5 станет самым передовым решением подобного рода для полностью автономных транспортных средств, которые начнут появляться в 2020 году. То, что I6500-F соответствует требованиям уровней B (D) по классификации ASIL, является ключевой точкой для достижения этим чипом наивысшего уровня безопасности. Полная когерентность кэша ЦПУ и ускорителей машинного зрения в I6500-F делает это ядро идеальной платформой для гетерогенных вычислений, а такие уникальные функции, как межпоточная связь, ускоряют обработку информации в режиме реального времени. Многопоточные процессорные ядра MIPS сыграли ключевую роль в том, что от поколения к поколению СнК EyeQ® достигали значительного прироста в производительности, эффективности и безопасности.

Ориентируясь на требовательные автомобильные приложения, разработчики нового ядра MIPS создали методологию и процессы проектирования с учетом требований безопасности на основе стандарта менеджмента функциональной безопасности ISO 26262, включая планирование требований к системе безопасности, верификацию требований и подтверждение проверкой.

Ядро I6500-F соответствует требованиям к уровням B (D) по классификации уровней полноты безопасности автомобиля (ASIL), что позволяет использовать I6500-F в автомобильных приложениях с повышенными требованиями к безопасности (уровень D по классификации ASIL). Этот СФ-блок был разработан в качестве Элемента безопасности вне контекста (SEooC). Жизненный цикл системы безопасности ядра I6500-F тесно согласован с жизненным циклом систем безопасности поставщика компонентов, основанном на первом издании ревизии 2011 стандарта ISO 26262, но при этом уже учитывающем лучшие практики для СФ-блоков из части 11, которые будут представлены во втором издании ISO 26262, и уже доступны в опубликованной версии проекта международного стандарта (DIS).

Ядро I6500-F представляет собой новый класс MIPS-процессоров, предназначенных обеспечить защиту FortifAI для интеллектуальных систем следующего поколения за счет чрезвычайно высокой системной эффективности, масштабируемости вычислений и повышения уровня функциональной безопасности. По мнению разработчиков, клиенты могут быть уверены, что ЦПУ MIPS FortifAI обеспечат высокие уровни производительности и безопасности, необходимые для сложных вычислительных задач на широком спектре интеллектуальных приложений с повышенными требованиями к безопасности. Это подтверждают и ведущие отраслевые эксперты. Доминик Бонт (Dominique Bonte), управляющий директор и вице-президент ABI Research, отмечает: «С помощью MIPS I6500-F разработчики внедряют функциональную безопасность (FuSa) в область высокопроизводительных вычислений, востребованных системами интернета вещей и автомобильной промышленностью. За счет того, что это ядро сертифицировано по FuSa как Элемент безопасности вне контекста, а также за счет поддержки процесса сертификации и многопоточности для многоядерных гетерогенных архитектур, I6500-F ускорит время выхода СнК на рынок решений с искусственным интеллектом в автономных транспортных средствах с соответствием уровню D по классификации ASIL. Это, в свою очередь, позволит удовлетворить потребности экосистемы снабжения автоиндустрии и сделает большой шаг вперёд навстречу 4-му и 5-му уровням технологий беспилотного автомобиля».

*Осенью 2017 года подразделение MIPS, ранее входившее в Imagination Technologies, стало самостоятельной компанией.

Источник

Теги
Мы в соцсетях