异构分布硬件平台包括哪些部分？

异 构分布硬件平台通常包括 AI 计算单元、通用计算单元、控制单 元以及安全处理单元等。

1.AI 计算单元

AI 计算单元负责图像处理、深度学习推理等数据密集型计 算。架构方面，FPGA、DSP、GPU、NPU、TPU 等专用加速器等引入 到 AI 计算单元中，并负责不同的计算任务。性能方面，随着数 据量的增加、复杂模型的推理和部署、实时性要求的提高以及 AI 应用领域的丰富，对 AI 计算单元的算力需求持续增长，需要通 过芯片制程升级以及内存访问、数据传输、电源管理、时钟管理、 电路设计的优化提升 AI 计算单元的能效。同时，运用更灵活的 任务划分和卸载机制、动态任务调度和资源管理等技术，实现通 用计算单元与 AI 计算单元的协同，进一步提高处理效率。通信 方面，高速串行计算机扩展总线（PCIE）、计算快速链路（CXL）、 英伟达高速 GPU 互连技术（NVLink）、高带宽内存、片上网络（NoC） 优化等高速互联技术加快普及应用，奠定车载智能计算的基础。 模型和算子方面，AI 计算单元通过通用处理器和专用加速器实 现对模型和算子的支持。除了增加定点计算的比重，AI 计算单元还为矩阵计算、卷积计算、时序计算等算子以及更复杂的 Transformer 模型等不同任务量身设计计算模组，以模块化方式 提升性能、降低能耗。

2.通用计算单元

通用计算单元负责处理通用计算任务。随着智能驾驶业务和 算法模型的发展，对通用算力的需求也急剧增长。通用计算单元 由多个车规级多核 CPU 组成，各单核主频高、计算能力强。通用 嵌入式 CPU 通常采用 ARM 架构，近年来业界也在尝试基于 RISCV 架构进行设计。在实际应用中，需要针对具体任务进行优化和 并行化，以充分利用多核 CPU 的算力。

3.控制单元

控制单元负责运行安全车控相关的单一计算任务。控制单元 一般基于车控 MCU，包含实时多核 CPU、嵌入式存储单元以及必 要的 I/O 与通信接口。为满足实时性要求，需对 MCU 取指令的通 路、数据存取通路等特别设计，同时通过提升 MCU 核心工作频率、 使用实时的软件任务调度器等，减少任务切换延迟。MCU 还需要 集成 Ethernet/CAN-FD 等高速接口，提供硬件的包转发、路由等 功能，减少 CPU 资源消耗，降低延迟，提供数据交换的吞吐量。

4.安全处理单元

安全处理单元负责安全业务的处理。在硬件设计上，根据功 能安全等级需求，一般采用内建自测（BIST）电路监测电路工作 状态。对于部分执行单元，采用冗余电路设计，以实现高功能安全等级要求。在数据存储模块、数据通信链路上，采用奇偶校验 编码保证端到端的数据传输安全性。在架构层面，一些大型 SoC 采用安全岛技术实现对系统内功能的监控与错误处理。 为减少 CPU 负载，对称、非对称、哈希等加解密算法加速单 元被越来越多地集成到芯片之中。安全与非安全执行环境的隔离 既有基于虚拟化技术的逻辑 CPU 方案，也可基于硬件电路完全隔 离的硬件安全模块（HSM）技术。在系统层面，需在总线、内存接 口中加入安全设计，实现系统地址空间的安全隔离要求。