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RISC-V欲上车,老大难问题出在生态上

lPCU_elecfans 来源:未知 2022-12-01 07:15 次阅读
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电子发烧友网报道(文/周凯扬)根据Semico Research的数据,基于已经初具规模的RISC-V普及速度,他们预测2025年RISC-V核心出货量在2025年将达到624亿颗,而2020年到2027年之间,集成了RISC-V的SoC出货量年复合增长率将达到73.6%,出货量最大的两个地区为美国和中国。
从市场渗透率来说,根据Counterpoint Research的预测,IoT是RISC-V进展最快的市场之一,将在2025年达到25%的渗透率,其次是工业市场12%,汽车市场10%。而汽车市场恰恰是这几年来机遇最多的,因此对于RISC-V来说,如果能吃到这块蛋糕,对于整个RISC-V生态的普及都是大有裨益的,可汽车市场凭什么选择冲劲十足但并没有站稳脚跟的RISC-V呢?

将RISC-V引入汽车市场有哪些吸引力

从这几年发布的新车可以明显看出,汽车所需的ADAS性能越来越高,各个自动驾驶等级上的投资也在逐渐放大。据预测,从2020年到2030年,车规SoC和MCU出货量的年复合增长率分别为19%和9%。不仅如此,更多的功能将被整合进单个模组中,高性能中央计算单元也已经成为刚需。
尽管我们这两年看到了RISC-V上车的趋势,但RISC-V车规产品目前还是以IP为主,已经量产的芯片并不多,能否普及下去还是看芯片设计厂商、Tier 1和OEM的态度。首先对于芯片设计厂商来说,可以实现优秀的PPA指标是必须的,RISC-V的优势在于相较其他架构来说在IP和商业模式选择上要更为灵活,当然了,功能安全也是必要条件。
单就智能座舱和动力控制来说,当下不少RISC-V方案已经可以满足需求了,只待车规认证和量产出货。可自动驾驶芯片这块,与主流的英伟达、地平线、黑芝麻智能科技相比,目前也许只有2025年才量产的Mobileye EyeQ Ultra才能一战。可即便性能还存在差距,RISC-V也应该通过异构集成尽快打入自动驾驶芯片市场。
对于Tier1的吸引力就更好理解了,经过了上一轮的汽车芯片荒,加强多源供应已经成了Tier1的共识,而RISC-V可以带来定制化的开发选择,进而提供不同的替代方案。至于OEM,沿用单一ISA在软件移植上可以提供不小的便利,如果RISC-V能够实现供应链垂直整合的同时,还能提供差异化和低成本的ADAS解决方案,那无疑会成为它们的首选。

RISC-V的汽车生态整合之路

既然如此,RISC-V在持续高歌猛进的同时,有没有去整合汽车市场的生态呢?答案自然是肯定的。我们看到已经有不少RISC-V厂商推出了对应的方案,比如SiFive已经针对汽车推出了E6-A系列32位RISC-V内核,其中E6-AS为可分核设计,E6-AD为双核锁步设计,两者都是面向ASIL-D设计的,而E6-AB则采用了最小逻辑冗余设计,主要面向ASIL-B。
根据SiFive的说法,在2023年下半年,他们还将为其汽车解决方案增添两个新产品,分别是X280-A和S7-A。X280-A从名字看来就是基于X280的设计,定位为向量处理器,主要用于支持ADAS中的传感器融合和一众ML/AL应用。而S7-A则是专为功能安全岛设计的64位CPU,主要用于ADAS、网关和域控制器中。SiFive还透露,在明年晚些时候,会推出一款最高16核配置的高性能汽车RISC-V处理器。

SiFive汽车RISC-V生态系统 / SiFive
可单靠IP是无法打造车规芯片的,我们从SiFive的汽车RISC-V生态合作图中就能看得出来。如上图所示,不仅有新思、Cadence西门子EDA这类EDA/IP厂商,IAR Systems、SEGGER等工具链厂商,还有Green Hills、风河、Canonical、Virtual Open Systems等软件、RTOS厂商。
近日举办的第二届滴水湖中国RISC-V产业论坛上,武汉二进制半导体公司也介绍了他们的高性能车规MCU,伏羲2360。其实早在上一届论坛飞思灵微电子的分享上,伏羲2360就已经亮相过了,而二进制半导体正是由飞思灵微电子和东风资产共同发起设立的。
从其原理图来看,伏羲2360集成了两个国产RISC-V核心,并采用了双核锁步设计,同时还有支持国密等多种加密算法在内的硬件安全模块,支持ECC纠错,显然是为了ISO26262等汽车功能安全规范而打造的车规MCU。

基于N900的ECU主控 / 芯来科技
上一届论坛的分享中提到,其RISC-V核心的性能要大于ARM M7核心,最大时钟频率可达400MHz。而此次武汉二进制半导体也确定了他们用到的RISC-V核心,正是来自芯来科技的32位高性能处理器内核N900,其参数也与芯来科技官网上客户案例中的发动机ECU主控对应。
武汉二进制半导体的副总经理蔡敏也在会上提到,要想攻关高端车规MCU芯片还是存在不少挑战,尤其是在国内。主要难关包括标准体系不健全、技术研发能力不足、车规工艺缺乏积累、关键产品缺乏应用和生态建设严重不足等。而对于单独一家公司来说,要想解决这一系列问题无疑是痴人说梦。
所以,立足于RISC-V去推进汽车芯片生态的构建才是正确的解决之道。比如今年5月,东风汽车集团就牵头联合飞思灵微电子、菱电汽车、芯来科技、华中科技大学、锐杰微科技等企业、机构与高校共同组成了湖北省车规芯片产业技术创新联合体。
从二进制半导体的分享中,我们也可以看到该联合体中,成员单位之间是如何各司其职的,比如华中科技大学负责车规芯片核心技术研发和人才培养,芯来科技负责开发RISC-V安全处理器IP、二进制半导体负责整合研发完成全套芯片方案、锐杰微负责芯片封装等等。

结语

尽管RISC-V在汽车市场已经有了不小的声浪,但无论是哪种ISA要想打入需要深厚技术积累的汽车市场,都需要建立完整的生态链。RISC-V目前在自动驾驶芯片、车机系统上的生态依然较为薄弱。拉拢更多的RTOS厂商,进一步提高RISC-V车规芯片算力将成为下一个趋势。另外在已经有了前人试错的情况下,RISC-V绝对不能满足于现有的车规认证速度,加强在开发工具链上的合作,快速完成设计与验证,这样才能加快产品上市的进程。

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