在软件圈有一个梗:十年的老代码,你敢动?
这个故事详细情形是:当新入职的同事被见告维护老产物时,看着代码包就像是在雾里看花,当他去问资历更老的同事就会发现,几经循环已经没有人懂详细逻辑是什么样的,原作者也不知道已经跳了几家公司,于是他没有设施,只能在外边包一层,交付新功效。
这,就是历史的肩负。
RISC-V的优势就在于,作为后起之秀,它天真、精简、开发成本也更低。
现在的汽车,作为“轮子上的盘算机”,它需要席卷的已不只是被动平安,信息娱乐已经成为汽车制造的新需求,软件界说汽车已是它的新偏向。
通过对比X86、ARM与RISC-V的应用区别,就可以很清晰的知道为什么在汽车板块RISC-V捷足先登。
01
X86、ARM、RISC-V指标对比
从三者的功耗和应用来看可以发现,X86更适合PC端的高性能盘算,功耗最高;ARM适用于移动通讯领域,扩展性不及X86但能耗居中,RISC-V多用于智能穿着装备,指令精简,且没有历史肩负,这意味着它具有最小的能耗。我们知道汽车没有电源,然则车上的电控系统、传感器等众多装备都是电老虎,搭载智能驾驶依然会消耗大量电能,以是RISC-V的低功耗是一个亮点,RISC-V避开了盘算机架构几十年来生长的弯路,架构短小精悍,模块之间可以做到兼容,使得开发成本也更低。
RISC-V开源的优点众所周知,一方面它可以天真地扩展指令集,与自动驾驶场景需求碎片化、可定制化的特征十分契合,而x86、ARM等架构的知识产权都属于某个特定的外国公司,无法在指令集架构上按自己的想法做修改和扩展;另一方面,由于ARM、Synopsys、Cadence 等外洋公司占有了绝大多数IP专利,开源的RISC-V不会受到IP断供的风险。自动驾驶的新与RISC-V的新正好契合。
另外汽车市场的一浩劫点在于种种严苛的认证。现在已有RISC-V的平安IP*一步,通过车规认证,其RISC-V内核已经可以到达车用的高性能要求。好比:Rambus的硬件信托根IP RT-645就已经通过了ASIL-D的认证;晶心科技当前已经推出的汽车功效平安IP核—N25F-SE,也即将通过ISO 26262 ASIL-B认证。
现在有了RISC-V的加持,软件界说汽车的措施正在加速。
02
RISC-V在汽车中的应用
汽车芯片的控制类芯片主要包罗MCU和AI芯片,AI芯片通常要求较高的处置性能,边缘应用则需要低功耗、小尺寸的MCU,而RISC-V正好是一种适合通用MCU和特定领域专用加速器 (例如AI)的ISA。
MCU芯片
MCU作为嵌入式系统和运动控制器的焦点,提供应用控制层,执行总线通讯协议,并提供用户接口。然而,MCU 芯片的生长需要 IP 授权,中国在自力可控的MCU开发之路上实验多年,但在架构方面仍然受制于人,要知道ARM授权用度高昂,Arm的License Fee能占到芯片售价的2%-15%,根据50%毛利率来算,能占芯片成本的4%-30%。RISC-V的泛起燃起了国产MCU的新希望。
接纳RISC-V指令集设计的MCU可让芯片厂商/开发者快速完成低门槛、低成本的芯片设计,并可针对特定应用场景举行定制化指令设计,具有很强的天真性,另外RISC-V也被以为是长产物寿命的优越平台,可以说RISC-V与MCU是*连系。
AI芯片
在智能汽车领域, AI 芯片的应用生长已有些时日。“算力越高,车越智能”已成为众多车企都在喊的口号。
汽车在人机交互、视觉处置、智能决议等众多情境下,需要处置大量图片、视频等非结构化数据,对车载算力提出了更高的要求,这时或许会有人拿RISC-V与X86作对照,RISC-V确实精简,不外也可能有人提出疑问:它没有X86稳固的高性能盘算能力,面临智能汽车的需求,若何独当一面?
从现实出发,以自动驾驶为例:现在的自动驾驶还主要集中在L2级别,各家企业和新车拼算力,拼的不是当前的“自动驾驶辅助”水平,而是未来几年的“自动驾驶辅助”水平。使用高算力的芯片,相当于在车里预埋了一种能力,以后可以不停的解锁这种能力。一个高性能的芯片,不是现在的刚需,它是未来的一种刚需。要知道,向高性能生长也是RISC-V生长的一定趋势,巧就巧在,RISC-V与智能汽车同属新赛道,AI芯片与智能汽车也在相互推动。
03
RISC-V在汽车应用中的掣肘
软件生态缺失叠加汽车产业“念旧”,加大RISC-V上车阻力。
虽然我们谈到的是软件界说汽车,但软件支持恰恰是RISC-V的短板,没有软件生态,基于RISC-V实现的芯片无论在任何领域都无用武之地,加之汽车行业对平安性的要求异常高,这也使汽车产业不太喜欢新器械,除了软件生态的劣势,相关的编译器、开发工具以及其它生态要素也还在生长,使得RISC-V上车,比国产厂商借助ARM上车的阻力更大。
RISC-V相关企业不能总是想搭便车,而不自动投入到生态的建设。那么,在汽车领域着实也是一样,在RISC-V刚兴起的这个阶段,在理念问题、投入问题以及商业利益回报问题下,谁来构建适合于RISC-V的上层软件,若何让RISC-V的天真性在汽车领域获得最充实的释放就尤为主要。
针对当下迅速生长的智能汽车,中国工程院的倪光南院士也示意,RISC-V能很好地知足“需求界说软件、软件界说硬件”的时代需求,是智能汽车芯片设计的理想选择。
04
RISC-V已“上车”
2020年4月,半导体解决方案的主要供应商瑞萨电子公司和SiFive杀青相助,配合开发面向汽车应用的下一代高端RISC-V解决方案。
随之,在2020年终,瑞萨借助日本半导体公司NSITEXE推出了集成RISC-V协处置器的汽车MCU RH850/U2B。主要用于夹杂动力 ICE 和 xEV 牵引逆变器、高端区域控制、毗邻网关和车辆运动等相关应用。
今年年头,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,但要注重的是,Mobileye EyeQ Ultra 不包罗任何x86内核,而是具有12个RISC-V 内核、Arm GPU和DSP。
最近,SiFive宣布推出三款车规级内核:E6-A、X280-A和S7-A解决方案,以知足当前和未来应用的要害需求,如信息娱乐、驾驶舱、互联性、ADAS和电气化。
05
RISC-V与中国的天时地利与人和
天时
在现事态的半导体生长名目下,ARM、X86架构生态壁垒砌的高而结实,市场份额也被朋分了80%以上,中国在原路径生长已被牢牢的卡着脖子,因此当RISC-V泛起时,一下子就火了起来。RISC-V适合产业的生长,更适合中国市场。在5G、物联网、汽车等应用多点着花之际,RISC-V的泛起正是中国大放异彩之际。
地利
我们应该高度重视RISC-V这个指令集,国家从整体结构和顶层设计上,要继续增强政策支持,有步骤、分阶段地落实推进。早在2018年7月,上海经信委就出台了海内*支持 RISC-V 的政策。2020年9月,中国又开放原子开源基金会,首次对外果然其组织架构、使命、愿景与价值观。
现在,中科院盘算所、华为、阿里等在内的 20 多个海内企事业单元,都加入了 RISC-V 基金会。伯克利、清华两所高校还在深圳确立了 RIOS 实验室,以扶持 RISC-V 软件生态。
在这样一个大环境下,“十四五”激励企业开源,并从底层基础设施方面举行了计划——纲要明确指出应完善开源知识产权和执法系统,这足以说明开源是事态所趋,也为RISC-V的生态生长嫁接了桥梁。
人和
RISC-V是海内芯片实现自主可控的好时机,海内企业也在加紧多点结构。近年来国产RISC-V商业化产物不停落地,平头哥、华米、兆易创新等企业已公布了可商用化产物。其中兆易创新和芯来科技更是开创了IP核供应商与设计企业联手先例。
在RISC-V“上车”的计划和部署,本土公司也已有一些商业化功效。如2020年景略半导体推出的BlueWhale芯片架构上,就接纳RISC-V架构,景略半导体成为行业*应用RISC-V内核的L2/L2 Switch的芯片厂商,具有壮大的可扩展性和可设置性的芯片架构,能够助力未来快速推出知足差异市场需求的产物。
2021年,凌思微电子也推出基于RISC-V架构的车规级无线MCU产物系列,凌思微车规级MCU主要应用于车身控制,即时通讯,车载娱乐方面,现在跟小米的项目相助稳步举行中,与整车厂商的相助项目正在推进。
倪光南院士也曾提出建议,我国应捉住新一代信息手艺生长时机,聚焦开源RISC-V架构生长中国汽车芯片产业,我国举国体制和超大规模市场优势、人才优势,有助于鼎力生长壮大我国RISC-V产业生态。