RISC-V“上车”,难点只有两处

姬晓婷 、王信豪
提早布局车规认证的好处是,如果有车规芯片的客户导入我们的IP,在车规认证通过之后,下游的CPU部分就不需要再证明功能安全的等级特性,只需证明其工具链及最后软件为车规级即可,这样就能加快国内一些公司制作车规级芯片的流程。

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本文来自微信公众号“中国电子报”,作者/姬晓婷、王信豪。

RISC-V指令集已在IoT领域站稳脚跟,并开始在笔记本电脑、服务器、万兆交换机等得以商用,同时,在如日中天的汽车电子领域,RISC-V也开始受到业界关注。然而,RISC-V上车,难度不可小觑。

车载芯片之难:车规级

“如果说在人工智能领域,人们更关注的是算力,那么在汽车领域,人们关注的首要问题则是安全。”SiFive产品营销高级经理林宗民告诉《中国电子报》记者,“尤其是自动驾驶,对制动、灵敏性等方面的要求更高。”具体而言,保证可靠性和安全性需要满足ISO 26262规范。ISO 26262国际标准,名为《道路车辆功能安全》,是功能安全的国际标准,是针对装设在量产道路车辆(非机动车除外)的电子电气系统,包含电机、电子与软件零件等的功能安全性制定的安全标准,由国际标准化组织(ISO)在2011年发布第一版。RISC-V要想“上车”,也需要满足ISO 26262制定的规范。

“任何车载操作系统或者车用的工具链,以及车用软件都要进行安全认证,这样才能和芯片进行匹配,这是对车载生态的一个限制点,”芯来科技市场战略副总裁李珏告诉记者,“过去,车载场景多用ARM或车厂的私有架构,国内芯片公司在IP上的选择面相对较窄。RISC-V开放架构出现以后,诞生了基于RISC-V的车规级IP,就能很大程度拓宽车载应用的范畴。”

对于企业来讲,通过功能安全认证是一场漫长的“拉锯战”。时间成本是RISC-V相关企业推动车规产品落地的过程中最关心的问题。世界范围内,SiFive和晶心科技等企业在车规上布局较早。SiFive车用系列的RISC-V安全处理器已实现了ISO 26262的ASIL-B和ASIL-D认证,晶心科技在2022年也透露其产品开发流程经过了独立评估,符合最高ASIL-D规格CPU内核的开发要求。在中国大陆,芯来科技的NA900于2021年提交评估申请,通过ISO 26262 ASIL-D产品认证花费了近两年时间。

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晶心科技是在车规级芯片上布局较早的企业之一

“提早布局车规认证的好处是,如果有车规芯片的客户导入我们的IP,在车规认证通过之后,下游的CPU部分就不需要再证明功能安全的等级特性,只需证明其工具链及最后软件为车规级即可,这样就能加快国内一些公司制作车规级芯片的流程。”李珏表示。

车载生态之难:软硬协同

另一个在车载RISC-V架构IP上被广泛讨论的难点和要点则是车载生态,车载生态又与RISC-V生态紧密相关。

“从整个RISC-V生态来看,在生态上面贡献力量的已经不仅是几家头部的玩家,很多人都能参与进来。后续的发展可能需要经历一个更为艰难的过程——就是RISC-V的芯片要真正走进应用场景。”赛昉科技资深业务总监周杰告诉记者。

伴随整车电子电气架构不断演进,智慧座舱、车身电子、智能驾驶等细分应用,将成为RISC-V绝佳的应用落地场景。奕斯伟计算车载事业部常务副总经理蒋科表示:“我们通过自研具备灵活指令扩展的RISC-V指令集,对车载场景各类边缘信号进行高效处理。比如电池健康条件监测、门窗防夹以及电机自适应控制等。”

一方面,由于目前在车用端还没有一个类似于移动设备上Android或IOS的强通用性操作系统,且车辆工具链和软件因功能繁杂,在某些时候并不一定能够完美适配当前普遍使用的AUTOSAR,这使得RISC-V可拓展性强这一优点被放大。换言之,如果AUTOSAR能够支持多种类型的核或芯片,那上层开发软件就有可能利用RISC-V的标准场景做到统一。另一方面,为实现差异化竞争,软件厂会提出更多定制化的需求,故而更加主动地“拥抱”RISC-V,或者可称为“寻求设计服务”。

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高通的人工智能引擎将使汽车成长为驾乘者的出行助手甚至是可靠的司机(来源:高通官网)

在生态层面,英飞凌、恩智浦、博世、高通和北欧半导体五家公司于8月4日宣布在德国建立合资公司,聚焦于汽车领域的RISC-V,产业界也表示这对于推动整个RISC-V车载生态具有重要意义。Semidynamics CEO兼创始人Roger Espasa说:“他们在不同的领域有不同的技术专长,有的在功能安全方面,有的是信息安全或者高性能方面,合作是一件很好的事情。”

更重要的是建立并完善车载软件生态,如何打造可覆盖从建模仿真,到代码自动生成,再到一体化集成编译环境和调试环境,以及产线烧录全流程的软件栈,是企业持续关注的问题。

“今天也许RISC-V还有一些特征不够完善,但是它会在这个领域里面慢慢补齐,并在这个行业里面铺开。所以它进入了‘从0到1’,并且‘从1到N’的阶段。”平头哥半导体有限公司生态副总裁杨静说,“所有的东西都要基于行业的真正认可,目前这个认可中间缺了一层,那就是软件。所以,在车载、数据中心、AI、5G通讯等高性能领域,‘核’和‘软件’这两条路一定要一起走。”

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