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半导体

新品迭出,RISC-V上车进程加速

RISC-V是当前半导体领域最火热的架构。日前,RISC-V芯片设计厂商SiFive宣布推出三款车规级内核:E6-A、X280-A和 S7-A 解决方案,以满足信息娱乐、驾驶舱、互联性、ADAS和电气化等当前和未来应用的关键需求。此前,瑞萨不仅与SiFive达成合作共同研发面向汽车的RISC-V方案,也推出了集成NSITEXE RISC-V协处理器的汽车MCU RH850。作为国内首批基于RISC-V开放指令集架构打造应用生态,并率先实现产业化落地的领先企业,芯来科技宣布完成数亿元新一轮融资,加速推进RISC-V新进程。

市场火热的背后,也有观点认为,RISC-V比较适合用在定制化产品上,但长期来看仍需建立软件生态链。RISC-V要想构建类似ARM或x86的生态,可能要花费10年甚至20年时间。

国内外厂商推动RISC-V上车

无论是在核心层面还是芯片层面,RISC-V都已经有进军汽车领域的消息。现阶段,部分国内外企业正在瞄准RISC-V在汽车领域的应用,加快推动RISC-V上车。

今年3月,RISC-V芯片设计厂商SiFive宣布融资1.75亿美元,日前,他们又宣布推出三款车规级内核。

瑞萨在推动RISC-V上车的尝试则更早,这个过程同样离不开SiFive的推波助澜。2020年4月,瑞萨与SiFive达成合作,共同开发面向汽车应用的下一代高端RISC-V解决方案。紧接着,在2020年年末,瑞萨借助日本半导体公司NSITEXE推出了集成RISC-V协处理器的汽车MCU RH850/U2B。据了解,这款产品主要用于混合动力ICE和xEV牵引逆变器、高端区域控制、连接网关和车辆运动等相关应用。

今年年初,英特尔在CES 2022上推出了专为自动驾驶打造的Eye Q Ultra系统集成芯片。值得一提的是,Mobileye EyeQ Ultra不包含任何x86内核,而是拥有12个RISC-V 内核、ARMGPU和DSP。

提供领先的RISC-V处理器IP和高级处理器设计工具的Codasip也将汽车领域作为重要方向。Codasip汽车业务副总裁Jamie Broome表示,在汽车方面,Codasip正在投入大量精力和资金,以确保开发人员对RISC-V处理器IP的质量充满信心,因为这对汽车至关重要。

近几年,国内助推RISC-V架构上车的厂商也如雨后春笋般不断涌现,为车用芯片市场带来新的选择。作为国内首批基于RISC-V开放指令集架构打造应用生态,并率先实现产业化落地的领先企业,芯来科技宣布完成数亿元新一轮融资,加速推进RISC-V新进程。据了解,芯来科技的CPU IP产品在ASIL-B和ASIL-D车规功能安全上做了一些安全机制的实现,比如利用软件自测试检测硬件故障,在ILM、DLC、I-Cache和系统总线上实现ECC纠错和奇偶校验保护,以及延迟双核锁步的冗余设计等。

国内MCU厂商爱普特也与阿里平头哥进一步达成深度合作。据悉,双方计划未来一年推出六大RISC-V芯片系列产品,主要面向的领域也包括车载领域。另一家重要厂商—凌思微电子基于RISC-V架构和BLE5.0/1规范的车规级无线MCU系列产品——LE503x系列产品。根据公开信息,该系列产品主要应用于车身控制、即时通信、车载娱乐等方面。

RISC-V架构是智能汽车“大脑”的最优解之一。芯来科技有限公司CEO彭剑英对《中国电子报》记者表示,当前,国内外企业在推动RISC-V上车方面基本上处在同一起跑线。基于RISC-V架构的开放性能够大大增强各汽车芯片厂商的专有特性实现,丰富各种产品形态。

RISC-V上车还需建立软件生态

因为车规级产品对安全性、可靠性的要求很高,所以业内有很多人担心,这会不会是RSIC-V架构上车面临的挑战之一。有观点认为,RISC-V上车后,在架构层面还有部分待完善的地方。

不过,在彭剑英看来,RISC-V架构在车用领域完全没有任何障碍。事实上,车规级产品的高可靠性需求,更多的是考验各个CPU IP厂商的安全设计流程及安全功能设计能力。在这个层面上,主要是考验IP厂商在研发过程中的规范性和完备性,在设计功能上能否满足车用安全标准。

“用RISC-V打造车规级CPU产品不会有任何阻力。一旦基于RISC-V架构的车规级CPU IP通过安全标准认证,那么在芯片厂商看来,这和用其他架构的车规级产品并无其他区别。”彭剑英对记者说。

软件生态的建立或许是RISC-V上车要迈过的一道坎儿。这是因为RISC-V的开源是指令集层面的,而Tier 1和整车厂出于对稳定性的考虑,会优先考虑某些特定领先厂商的产品,这就让软件支持成为RISC-V的短板。在软件定义汽车的时代,如果没有软件生态,基于RISC-V实现的芯片很难在具体应用场景中发挥作用。

“目前RISC-V面临软件生态仍未建立劣势,此外还面临其相关编译器、开发工具以及其它生态要素仍不成熟的问题。”赛迪顾问集成电路中心高级咨询顾问池宪念对记者表示,首先是需要建立RISC-V的开源指令集层的软件生态,降低RISC-V架构产品碎片化的研发。其次要完善RISC-V软件开发工具链,加强编译器、开发工具等生态要素的研发和拓展。最后是要加大客户协商合作。目前汽车芯片使用其他架构的产品较多,使用RISC-V架构的车载芯片如果适配其他架构产品,就需要与下游客户加强协商合作以建立应用生态。

总体来看,目前车用软件生态还是比较封闭的生态。Tier 1和整车厂都会有不同的软件方案,这些差异化的需求使得市场上还没有形成垄断性的软件生态。彭剑英表示,在这种情况下,RISC-V硬件架构的灵活性能够更好地适配这些差异化需求。结合软件定义汽车的发展,软件也会定义硬件功能,这样具备开放性的RISC-V架构将赢来更多定制特性的机会。“目前各家RISC-V CPU IP厂商以及软生态厂商都在积极投入车规级产品的软硬一体化布局。”彭剑英透露,芯来科技也在和汽车标准化组织、车厂、车用芯片设计厂商,一起打造车规级产品,让应用需求特别是本土化应用需求,拉动RISC-V在车用领域的落地和成长。

RISC-V上车未来可期

“软件定义汽车”其实是需要中间件的,RISC-V上车还需要解决好产业链的协同问题。现阶段,英飞凌、恩智浦和ARM等企业均参与布局了市场中有代表性的中间件Autosar,目前这些公司还都没有表现出让RISC-V架构上车的意愿。而除了中间件,RISC-V上车还需要解决接口标准化和与操作系统适配等问题,需要相关公司的配套软件和工具支持。

RISC-V工具链企业澎峰科技联合创始人王军辉曾在接受《中国电子报》记者采访时提及:“想要完善工具链,健全完善的产业生态,是需要RISC-V产业链企业共同投入的。不能只想着吃‘免费的午餐’。”尽管RISC-V架构上车的周期可能会比较长,也面临着一些不容忽视的挑战,但RISC-V上车仍然拥有光明的市场前景。

德勤曾经预测,目前RISC-V架构在近10年内还难以撼动ARM和x86架构的地位,但是预计到2025年,基于RISC-V技术的芯片销量在汽车领域的可服务市场(SAM)有望达到29亿个。

RISC-V收入正呈指数级增长

(图源:德勤咨询)

长期以来,占据世界芯片主要市场份额的CPU(或称为“主流CPU”)只有x86和ARM两种架构,这种情况大概率还会持续下去。但需要注意的是,近年来,蓬勃兴起的开源RISC-V架构CPU为我国发展主流CPU带来了机遇。池宪念对记者表示,ARM、x86架构具有较高的生态壁垒,RISC-V具有模块化的优势,其胜任软件定义硬件高灵活性的特点可满足汽车上非结构化数据处理的要求。RISC-V架构汽车芯片若能切入汽车芯片及自动驾驶领域,无疑将拥有很大的潜在市场增长空间。

在众多业内人士看来,在汽车电子领域,RISC-V必然能占据一个比移动终端领域更为重要的位置。中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员倪光南此前就明确表示,在智能网联汽车时代,无数种场景的应用纷纷涌现,人们将迎来“需求定义软件、软件定义硬件”的时代。而RISC-V能很好地满足“需求定义软件、软件定义硬件”的时代需求,是智能网联车芯片的理想选择。

基于此,倪光南建议,我国应抓住新一代信息技术发展机遇,聚焦开源RISC-V架构发展中国汽车芯片产业。我国举国体制和超大规模市场优势、人才优势,有助于大力发展壮大我国RISC-V产业生态。通过加大对RISC-V开源社区的投入和贡献来增加话语权,我国智能网联汽车有望实现更高、更快、更强的目标。



责任编辑:张依依


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