NXP CES 2021：多项创新技术助力全行业发展

尽管疫情阻碍了大多数人的商务旅行，但恩智浦执行副总裁兼首席技术官Lars Reger一点都没有闲下来。在2020年10月份与恩智浦半导体总裁兼首席执行官Kurt Sievers联袂主持了超燃的NXP Connects之后，今年一月，Lars又在CES在线展会上担任了NXP CES Live 2021的主持。
 
在此前接受其他媒体的采访时，Lars透露疫情期间通过坚持跑步，体重足足减了14斤。在今年的虚拟展示上，来自全球的客户不光可以足不出户全方位地观看40多个创新的虚拟展示动画，更可以清晰地看到Lars的变化。
 
疫情没有影响Lars的生活，没有阻挡恩智浦工程师们的创新脚步，没有影响任何产品的开发进程。在CES期间，恩智浦推出了多项创新技术，涵盖了汽车、工业物联网、移动设备和通信基础设施四大领域。
 
日前，Lars连线中国媒体，向中国市场详细介绍了恩智浦对未来技术趋势的预判以及所对应的产品发布。
 
赋能预知变化、自动化的世界
 
Lars表示，之前，半导体市场大规模增长驱动力先后从笔记本电脑、台式电脑和家庭影音娱乐系统转到手机、数据存储和云计算。展望下个十年，Lars认为主要是由智能的数字辅助系统，即物联网来驱动。“我们称这样的新世界为‘赋能预知变化、自动化的世界’”Lars说道。
 
Lars指出，在自动化的世界中，包括安全边缘处理，全自动的电动汽车以及5G通信将是重要的赋能手段。“自动化世界对于恩智浦来说非常重要，未来会有数百亿个智能连接设备，恩智浦的应对之道则是通过全套芯片解决方案的形式，满足从手表到汽车，从机器人到家居的所有简单和复杂的市场。”
 
Lars结合对于恩智浦各类解决方案的介绍，为我们勾画出未来高科技的蓝图。
 
汽车电子：域控制架构与软件定义
 
作为蝉联多年汽车半导体销售桂冠的恩智浦，其汽车营收占到了公司接近一半的营业额。Lars已经在汽车行业深耕多年，所以提到汽车领域的创新总是有说不完的话题。
 
“如同大多数行业一样，汽车行业的口号也变成了‘软件定义汽车’。所以我们射频处理业务部同时囊括了汽车无线电和雷达业务。10年前我们已经在开发汽车中的软件定义的无线电技术，通过一个可编程芯片满足全球各个国家，不同标准制式的广播和电视接收，从而实现了平台统一化。”Lars说道。RF-CMOS SDR使恩智浦能通过紧耦合的射频前端和基带软件实现多种无线电标准。以前，每支持一个特定的无线电标准都需要使用昂贵的硬件。特定应用的SDR概念不仅具备能够支持多种标准的性能和灵活性，还可提供显著的空间、能源并节约成本。
 
“现在恩智浦已经将软件定义无线电的频率提升到6GHz水平，软件定义的超宽带达到9GHz，软件定义的雷达达到18GHz。软件定义需要硬件提供高效的计算，对信号和分辨率做出优化，同时也需要高效地实现软硬件交互。”Lars介绍道。由于有了SDR技术，为汽车制造商和基础设施设备制造商创建一个灵活、高性价比的V2X平台成为可能。基于SDR技术来处理V2X功能的单硬件IC平台，它还处理Cohda Wireless提供的接收增强算法。Cohda Wireless即使在最具挑战的移动条件和非视距情况下也能提供高性能，其结果就是面向V2V和V2I通信的灵活的SDR处理器，支持全球标准，可通过固件下载实现线尾配置。软件定义无线电方法使OEM能够部署全球V2X平台。
 
如今在软件的要求方面也有了非常大的变化，比如恩智浦40%的开发者都是软件的开发者，而不仅仅是芯片设计的开发者。对于汽车制造厂商来说，最大的成本并不是来自芯片而是来自软件开发。例如，当车上配备紧急制动装置时，之前NCAP已能够满足这样的要求，接下来厂商只需要完善自动制动的评估或者通过全自动的方式来启动紧急制动。一旦上市之后有过一次验证，接下来就不需要再进行软件开发，这对制造厂商来说可以节约成本。
 
域架构则是近年来汽车电子控制单元的发展趋势，随着汽车内部控制器越来越多，车载网络变得越来越复杂，必须将网络分割成子网络，从而形成特定的域架构模式。在域架构的构造下，汽车各种功能将进行分区，比如专门负责自动驾驶的区域、信息娱乐系统的区域、动力总成的区域以及车身电子和连接的区域等，每一个域和其他的域都是分开的。“这样做的最大优势是，如果要对自动驾驶的一个域进行修改，可以不用重新评估动力总成的域，因为这两者是完全分隔的。”Lars说。
 
除了两大技术热门发展动向之外，Lars还介绍了恩智浦此次推出的重磅产品——全套雷达传感器解决方案和BlueBox 3.0。
 
恩智浦全套雷达解决方案涵盖从NCAP角雷达到4D成像雷达的所有雷达产品，实现360度的安全环绕式探测。包括了微处理器，雷达收发器，电源管理，以太网/CAN收发器，以及相应的软件和SDK，通过可扩展产品组合支持优化设计和软件复用，可减少研发工作量，加快产品上市周期。

Lars表示，目前自动驾驶市场正在降温，人们对于全自动驾驶的关注度远不及针对L3量产进行的研究，并且在未来3-5年依然如此，这就使成像雷达相较于激光雷达更有优势。
 
“这个想法出现已经有6年了，但成像雷达的问世让我们有了机会。”Lars说道。恩智浦的4D成像雷达相比以往的2D来说，大幅提高了分辨率，因此可以感知对方的车辆种类，可以测量隧道的长度和宽度，而不仅仅像2D一样只能粗略地判断前方有物体。

如图所示，上面是传统2D雷达，下面是高分辨率雷达的精确度体现。通过4颗TEF82XX芯片的级联，可实现最高192路虚拟接收天线系统，可以通过点阵判断出对面的车辆或行人，达到与激光雷达可比的精确度，此外还可以更简单地测量速度，恶劣天气下仍可运行，以及更低的成本。
 
BlueBox 3.0，这是恩智浦旗舰安全汽车高性能计算（AHPC）开发平台的新扩展版本。BlueBox 3.0 专为在芯片设备就绪前，进行软件应用开发和验证而设计，提供灵活的方来应对用户定义汽车、安全等级2+（L2+）自动驾驶以及不断发展的汽车架构，这必将推动互联汽车的变革。通过将集中式计算模块、安全集成的高性能恩智浦处理器、扩展 I/O 连接以及基于Kalray MPPA 处理器的 PCIe 卡扩展相结合，由此实现异构加速；BlueBox 3.0为设计人员提供能够加快系统开发周期和上市速度的解决方案。
 
它结合了Layerscape ® LX2160A嵌入式计算处理器以及支持ASIL D的S32G274A汽车网络处理器，用于汽车服务型网关、域控制器、安全协处理器以及扩展选件，帮助开发其他感知和加速解决方案。
 
Lars特别强调，BlueBox支持灵活可扩展的架构，最高可满足L4级别的自动驾驶，对于车企而言，中央边缘计算系统开发工作可实现灵活化，平台化。
 
如Kalray一样，在BlueBox体系中，恩智浦引入了多家第三方合作伙伴，涵盖软硬件、中间件等供应商。

围绕BlueBox 3.0的软硬件合作伙伴
 
WiFi 6E：进军6GHz，实现更好的无线射频性能
 
WiFi 6E是2021 CES上的重点技术之一，众多路由器厂商都宣布进入WiFi 6E市场。WiFi 6E属于WiFi 6的增强版本，比起WiFi 6，最大的亮点在于频段的不同，WiFi 6版本是基于2.4GHz和5GHz两种频段，而WiFi 6E则是在此基础上增加了6GHz频段（5925-7125 MHz，共1.2 GHz带宽），全新的6GHz频带的宽度为1.2 GHz，可容纳7个160MHz的频带或14个80MHz的频带。恩智浦也在CES上宣布推出了全新的CW641 Wi-Fi 6E三频段片上系统（SoC），为可在6GHz频段运行的新一代Wi-Fi 6设备奠定基础。鉴于传统2.4GHz和5GHz频段的拥堵程度不断加剧，美国FCC以及世界其他地区批准了用于6GHz频段的1.2GHz未授权频谱，这将为Wi-Fi格局带来巨大转变。恩智浦推出了一款全新的Wi-Fi 6E设备，旨在充分利用这一6GHz频段，并通过提高吞吐量、容量、可靠性和降低延迟来扩展Wi-Fi容量。
 
工业物联网：人工智能与TSN
 
在工业物联网领域，尤其是智能HMI、智能器件还有智能家居、智能工业自动化和连接等智能化改造过程中，恩智浦都有相应的完整解决方案。Lars以工业自动化为例，可以通过恩智浦的UWB技术或者i.MX 8M Plus提供的人脸识别，实现人机无触摸、无接触的操作，实现更安全，更智能的交互。

如图，通过Gestoos AI手势识别SDK与恩智浦的i.MX 8M Plus结合，实现无接触手势操作机器以及安全帽，安全镜等识别。

恩智浦完整的工业自动化解决方案，包括了针对TSN应用的LS1028工业应用处理器，i.MX 8M Plus以及针对电机驱动的i.MX RT1170，恩智浦可以多角度解决现场自动化所遇到的各种问题。该方案不光支持多维度第三方产品，还可以通过TSN实现强大的扩展功能。
 
物联网在仓储物流中的作用
 
Lars提到了与LivingPackets携手推出的全新智能运输包裹THE BOX，该产品去年获得了CES创新奖，THE BOX采用了恩智浦的可信边缘和连接技术，能够进行标签认证和跟踪操作，据悉双方合作已长达五年。互联装运箱/“箱联网”技术的集成为电子商务公司（效率、可追溯性）和消费者（交付状态、订购模式相关信息更新）创造了更好、更便捷的体验。
 
产品如图所示（THE BOX）：

恩智浦应对智能物流领域，主要提供NTAG SmartSensor产品系列组合，其是将NFC连接与自动传感、数据处理和记录相结合的单芯片解决方案。它很容易通过I2C接口与无线电、传感器、或安全元件解决方案结合使用。NTAG SmartSensor是一款最小的边缘计算设备 – 使用智能手机和专用应用通过NFC将收集到的数据安全地上传到云中，从而更轻松地在线管理数据。NTAG SmartSensor是经过温度校准的，这个功能最适合跟踪疫苗、葡萄酒等温度敏感的产品。通过使用I2C接口，NTAG SmartSensor还可以检测湿度、倾斜、冲击和振动等状况。
 
安全：一切智能解决方案的基础
 
安全则是不同于四大应用，而是从汽车到物联网等领域贯彻始终的一项重要保证。Lars说道：“针对更加智能化自动化的世界，大家会越来越多地把责任让渡给电子设备，由它们来完成相关的任务。在这个过程中如果没有信任就无法实现前述目标，所以我们必须要特别注重相关解决方案的安全。”
 
日前，恩智浦推出了EdgeLock 2GO，这并不是一个芯片，而是结合了云技术的物联网安全服务平台，基于恩智浦 EdgeLock SE050安全芯片，同时提供密钥注入的预配服务，用户可以安全地部署和管理IoT设备和服务，选择适合自己的选项，从而可以在优化成本的同时受益于高级的设备安全性。
 
而为了在更大范围内实现安全，恩智浦发起了人工智能伦理倡议，让边缘ML、AI更安全的发展。在名为《算法道德》的白皮书中，恩智浦详细介绍了人工智能原则的全面框架：不作恶、人类自主、可解释性、持续关注与警惕、以及通过设计确保隐私性与数据安全性。这些原则根植于恩智浦的企业价值观与道德准则中，并且在恩智浦构建全球复杂安全设备的悠久传统中得到了践行。人工智能框架是跨公司协作的产物，汇聚了全球工程团队及面向客户团队的意见和见解。