自動駕駛發展凸顯確定性即時控制重要性，無論是人或是電腦控制汽車，有足夠反應時間才能確保安全性。汽車製造商為此不斷探索即時工作負載的最佳位置，而Zonal架構和高效能模組成為目前最受歡迎的兩種解決方案。
無論控制車輛的是人還是電腦，其反應時間都至關重要。車輛如果以大約每小時50公里的常規速度在建築密集區行駛，它將在不到一秒鐘的時間就會觸及車輛前方13公尺處的危險。若是照著這樣的速度，車輛在眨眼之間的行駛距離將超過4公尺。
人類駕駛從感知危險到採取規避行動的反應時間在300到600毫秒(約半秒)之間。這還是在駕駛保持清醒警覺、並且看對方向時的理想情況。如果駕駛因為分心或疲勞而導致注意力分散，那麼反應時間將明顯變長。
在全球每年發生的大約130萬起交通意外致死事件中，注意力不集中是導致許多事故發生的主要原因。這是智慧化車輛有機會發揮的重要價值。但顯而易見的，若是打算利用電腦運算來輔助或替代駕駛的反應時，要做的不僅僅是要與人類的能力相當，而是要好上數萬倍。
汽車功能與日俱增 工作負載數量/複雜程度持續攀升
車輛中隱藏的運算與我們熟知的手機或筆記型電腦運算，其中一個主要區別在於，需要準確快速地對車輛進行即時控制。這種控制不僅需要快速反應，還必須每次都能在預定時間內發生，此特性稱為確定性即時控制。
當然，防鎖死煞車、安全氣囊和電機控制器等部分汽車即時應用已經伴隨駕駛多年。現在，先進駕駛輔助系統(ADAS)和自動緊急煞車、防撞和盲點檢測等功能的採用，即時工作負載的數量和複雜程度都在不斷提升。
這種提升剛好也是現在汽車電子領域出現的新型Zonal架構。在這種區域架構中，車輛的100多個獨立電子控制單元(ECU)的功能，被整合到數量較少且功能更強大的模組當中。汽車製造商在不斷探索運行這些汽車即時工作負載的最佳位置，事實證明，有兩種整合方案非常受歡迎。
在Zonal控制器/高效能模組中整合即時工作負載
第一個方案是由Zonal控制器處理即時功能。這些ECU是一種新型模組，它們可以為車輛中某個區域位置的多個輸入和輸出感測器以及執行器提供服務。例如，單個Zonal控制器可以支援前照燈、後視鏡調節、門鎖、電動車窗、座椅控制等，這些功能位於車輛前方的同一角落，且彼此靠近。
汽車運算需要快速、準確地實現即時控制
首先，Zonal控制器是一個網路平台，它能將汽車匯流排系統，例如CAN、LIN、FlexRay等傳輸至高速乙太網數據封包。這讓設計人員能夠簡化線材線束，進而降低成本和重量。電動汽車的快速發展為轉移至Zonal架構提供了機會，第一代Zonal控制器已經成為許多量產車型的標準配置。
隨著多個即時功能被整合到Zonal控制器中，對處理器效能的要求越來越高，操作系統和軟體的複雜程度也隨之不斷提升。業界越來越多採用高效能微控制器來實現這種軟體整合願景。以Arm Cortex-R52為例，多家汽車晶片製造商已經將這款處理器整合到他們的設計當中，用於打造區域平台的高效能微控制器；亦或是汽車軟體供應商已建立了整合Armv8-R(Cortex-R5)的解決方案。
除了Zonal控制器外，適合整合即時工作負載的第二個位置是高效能模組，例如ADAS、智慧座艙域控制器或中央運算單元。這些較強大的運算節點基於異構運算設計，可用Arm Cortex-A內核叢集結合即時「安全島」，後者用於啟動管理和錯誤管理，並支援安全優先功能。 總而言之，高效能運算領域已經實現了工作負載整合。目前，汽車產業正在積極應對即時運算整合的迫切需求，這也使得車輛架構師非常重視運行即時工作負載位置的靈活性。
(本文作者為Arm EMEA地區車用市場總監)