为什么物联网芯片架构选择RISC -V内核

电子发烧友网报道（文/章鹰）2022年，物联网芯片领域两件大事推动了芯片供应链的进程。一是RISC-V International首席执行官Calista Redmond在Embedded World上宣布，RISC-V架构内核的出货量已经达到100亿个。截止到2008年，Arm架构经过了17年才实现了这个里程碑，RISC-V仅用12年就实现了这个里程碑。伴随着全球5G、AI和物联网快速发展，Calista Redmond预计到2025年，RISC-V架构内核的出货量将达到800亿个。二是中国物联网芯片自主可控产业链有了最新进展，中国移动旗下的芯昇科技推动了国产RISC-V产业链的构建，明确RISC-V架构内核的物联网芯片出货量目标。

8月18日，在南京举办的世界半导体大会上，中国移动集团首席专家、芯昇科技有限公司总经理肖青提出，中国移动物联网平台OneOS现在已经支持数十款RISC-V芯片，未来将进一步加大国产芯片的适配支持。中国移动以促进芯片内核自主可控为目标，协同共促RiSC-V内核芯片生态建设，力争在2026年在全国蜂窝物联网领域，实现全行业RiSC-V内核芯片出货量超过50%，2030年实现全行业RISC-V内核芯片在国内所有物联网芯片出货超过50%。

为什么选择RiSC-V内核作为自主物联网芯片的指令集？在蜂窝物联网领域，中国移动旗下的芯昇科技如何构建自身的物联网芯片产品体系，共赢RISC-V产业合作新生态？中国移动集团首席专家、芯昇科技有限公司总经理肖青带来的前瞻的观点和行业分析。

为什么物联网芯片架构选择RISC -V内核？行业专家普遍认为，随着5G+IoT时代的到来，芯片行业对处理器的开放需求进入新维度。突破以X86、ARM为主的业内生态，开放指令集架构——RISC-V的出现为集成电路产业的发展带来“芯”希望。

RISC-V是由U.C. Berkeley开发的模块化RISC指令集。“V”包含两层含义：一是Berkeley从RISC I开始设计，目前到了第五代指令集架构；二是代表了变化（variation）和向量（vectors）。相比于ARM和其他架构，RISC-V有三大优势：一是开源软件，BSD开源协议给予使用者很大自由，没有高昂的IP授权费用；二、简单易用，指令集文档的篇幅为145页，相比x86与Arm的架构文档，RISC-V架构短小精悍；三、RISC-V指令集它是一个模块化的架构。RISC-V架构不仅短小精悍，而且不同部分还能以模块化的方式组织在一起，从而试图通过一套统一架构满足各种不同的应用。

芯昇科技有限公司总经理肖青表示，公司从2020年开始全面导向RISC-V内核，我们从2020年开始所有产品系列都是基于RISC-V架构来进行设计。芯昇科技以典型蜂窝物联网终端解决方案为切入点，构建安全+通信+计算的芯片产品体系，以RISC-V架构为发展路线，加速推进自主可控的物联网芯片。

在肖青看来，中国移动作为国内运营商营收第一的企业，2021年营业收入达到8483亿元，2022年上半年营收达到4969亿元，业务涉及CHBN、DICT多领域，中国移动有能力把芯片研发能力写入核心能力图谱，持续开展芯片研发和构建自主物联网芯片生态。

芯昇科技RISC-V芯片开发和生态进展肖青表示，2年多来，芯昇科技投入数亿元的研发资金推动IC芯片研发和生态建设。首先，2021年11 月 1 日，中国移动正式发布其首款基于 RISC-V 内核的MCU芯片CM32M4xxR。目标用途以物联网为主，包括智能门锁、物联网网关、交互面板、测控终端、学生教育、消费电子等领域。

其次，由于RISC-V的模块化和可定制特点，中国移动认为RISC-V实际上和IOT有天然的结合点，公司依托中国移动的物联网生态，这个生态以OneOS物联网操作系统为基础，OneOS 已经支持芯昇科技、启英泰伦、沁恒微电子、兆易创新、平头哥等厂家的数十款RISC-V芯片，其中芯昇科技与启英泰伦在基于RISC-V架构的新一代离线语音识别芯片深度合作，根据架构特性深度优化系统，启英泰伦CL130X语音识别芯片节省内存15kb，flash约33kb。中国移动未来将进一步加大国产芯片适配支持。

物联网市场规模虽然巨大，但碎片化特征明显，芯片种类极为繁杂。RISC-V的出现，有机会让物联网的发展驶上快车道。芯昇科技总经理肖青分析说，中国移动RISC-V生态已经有1700家联盟成员，有500多个联盟产品和800多个面向各行各业的解决方案，所以能够快速去导入公司的RISC-V芯片到产品、到方案最终打通客户的一条成熟路径。

为了支持物联网芯片的安全需求，芯昇科技研发RISC-V TEE，利用PMP和sPMP实现内存隔离，保障用户数据安全。“中国移动公司对于物联网芯片需求是多种层次，数量巨大，除了芯昇科技自己研发外，我们还希望通过联合开发丰富能力，比如我们和南京一家本地芯片创新公司，通过联合实验室方式共享知识产权，共同开发芯片，能够快速推出满足中国移动需求的芯片产品。这种模式未来也适用于中国移动想要布局的其他领域，包括算力网络、AI、视频监控和车联网。我们提供一个非常开放的方式，能够借助中国移动平台和芯片半导体行业上下游有更多的合作可能。” 肖青总结说。

对于RISC-V生态建设，肖青认为需要一个很长的周期，也需要多方共同参与。他认为需要三方面的工作推进：首先，指令集到内核，全球包括国内已经有几家非常优秀的提供IP内核公司，芯昇公司可以基于内核开发物联网芯片产品，也可以跟更多公司联合开发，再基于中国移动的市场能力，整合生态联盟合作伙伴，推出基于RISC-V方案。二、我们呼吁上游的晶圆厂和封测厂开放更多资源，来支持基于RISC-V的IC设计公司，能够为IC设计公司提供一定的产能支持，一定封装技术的支持。三，我们也呼吁更多高校、科研单位能够参与到RISC-V的技术研发和人才培养中间来。

目前，芯昇公司正在以典型蜂窝物联网终端解决方案为切入点，构建“安全+通信+计算“的芯片产品体系，并以RISC-V架构为发展路线，加速推进中国物联网生态建设。　　

      审核编辑：彭静