在軟件圈有一個(gè)梗：十年的老代碼,，你敢動,？

這個(gè)故事具體情形是：當(dāng)新入職的同事被告知維護(hù)老產(chǎn)品時(shí),，看著代碼包就像是在霧里看花，當(dāng)他去問資歷更老的同事就會發(fā)現(xiàn),，幾經(jīng)輪回已經(jīng)沒有人懂具體邏輯是什么樣的,，原作者也不知道已經(jīng)跳了幾家公司，于是他沒有辦法,，只能在外邊包一層,，交付新功能。

這,，就是歷史的包袱,。

RISC－V的優(yōu)勢就在于，作為后起之秀,，它靈活,、精簡、開發(fā)成本也更低,。

現(xiàn)在的汽車,，作為“輪子上的計(jì)算機(jī)”，它需要囊括的已不只是被動安全,，信息娛樂已經(jīng)成為汽車制造的新需求,，軟件定義汽車已是它的新方向。

通過對比X86,、ARM與RISC－V的應(yīng)用區(qū)別,，就可以很清楚的知道為什么在汽車板塊RISC－V捷足先登。

X86,、ARM,、RISC－V指標(biāo)對比

從三者的功耗和應(yīng)用來看可以發(fā)現(xiàn)，X86更適合PC端的高性能計(jì)算,，功耗最高,；ARM適用于移動通訊領(lǐng)域，擴(kuò)展性不及X86但能耗居中,，RISC－V多用于智能穿戴設(shè)備,，指令精簡，且沒有歷史包袱,，這意味著它具有最小的能耗,。我們知道汽車沒有電源，但是車上的電控系統(tǒng),、傳感器等眾多設(shè)備都是電老虎,，搭載智能駕駛依然會消耗大量電能，所以RISC－V的低功耗是一個(gè)亮點(diǎn)，RISC－V避開了計(jì)算機(jī)架構(gòu)幾十年來發(fā)展的彎路,，架構(gòu)短小精悍,，模塊之間可以做到兼容，使得開發(fā)成本也更低,。

RISC－V開源的優(yōu)點(diǎn)眾所周知,，一方面它可以靈活地?cái)U(kuò)展指令集，與自動駕駛場景需求碎片化,、可定制化的特性十分契合，而x86,、ARM等架構(gòu)的知識產(chǎn)權(quán)都屬于某個(gè)特定的外國公司,，無法在指令集架構(gòu)上按自己的想法做修改和擴(kuò)展；另一方面,，由于ARM,、Synopsys、Cadence 等海外公司占據(jù)了絕大多數(shù)IP專利,，開源的RISC－V不會受到IP斷供的風(fēng)險(xiǎn),。自動駕駛的新與RISC－V的新剛好契合。

另外汽車市場的一大難點(diǎn)在于各種嚴(yán)苛的認(rèn)證,。如今已有RISC－V的安全I(xiàn)P領(lǐng)先一步,，通過車規(guī)認(rèn)證，其RISC－V內(nèi)核已經(jīng)可以達(dá)到車用的高性能要求,。比如：Rambus的硬件信任根IP RT－645就已經(jīng)通過了ASIL－D的認(rèn)證,；晶心科技當(dāng)前已經(jīng)推出的汽車功能安全I(xiàn)P核—N25F－SE，也即將通過ISO 26262 ASIL－B認(rèn)證,。

如今有了RISC－V的加持,，軟件定義汽車的步伐正在加快。

RISC－V在汽車中的應(yīng)用

汽車芯片的控制類芯片主要包括MCU和AI芯片,，AI芯片通常要求較高的處理性能,，邊緣應(yīng)用則需要低功耗、小尺寸的MCU,，而RISC－V剛好是一種適合通用MCU和特定領(lǐng)域?qū)Ｓ眉铀倨?（例如AI）的ISA,。

MCU芯片

MCU作為嵌入式系統(tǒng)和運(yùn)動控制器的核心，提供應(yīng)用控制層,，執(zhí)行總線通信協(xié)議,，并提供用戶接口。然而,，MCU 芯片的發(fā)展需要 IP 授權(quán),，中國在獨(dú)立可控的MCU開發(fā)之路上嘗試多年，但在架構(gòu)方面仍然受制于人，要知道ARM授權(quán)費(fèi)用高昂,，Arm的License Fee能占到芯片售價(jià)的2％－15％,，按照50％毛利率來算，能占芯片成本的4％－30％,。RISC－V的出現(xiàn)燃起了國產(chǎn)MCU的新希望,。

采用RISC－V指令集設(shè)計(jì)的MCU可讓芯片廠商／開發(fā)者快速完成低門檻、低成本的芯片設(shè)計(jì),，并可針對特定應(yīng)用場景進(jìn)行定制化指令設(shè)計(jì),，具有很強(qiáng)的靈活性，另外RISC－V也被認(rèn)為是長產(chǎn)品壽命的良好平臺,，可以說RISC－V與MCU是完美結(jié)合,。

AI芯片

在智能汽車領(lǐng)域， AI 芯片的應(yīng)用發(fā)展已有些時(shí)日,?！八懔υ礁撸囋街悄堋币殉蔀楸姸嘬嚻蠖荚诤暗目谔?。

汽車在人機(jī)交互,、視覺處理、智能決策等眾多情境下,，需要處理大量圖片,、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，對車載算力提出了更高的要求,，這時(shí)或許會有人拿RISC－V與X86作比較,，RISC－V確實(shí)精簡，不過也可能有人提出疑問：它沒有X86穩(wěn)定的高性能計(jì)算能力,，面對智能汽車的需求,，如何獨(dú)當(dāng)一面？

從現(xiàn)實(shí)出發(fā),，以自動駕駛為例：如今的自動駕駛還主要集中在L2級別,，各家企業(yè)和新車拼算力，拼的不是當(dāng)前的“自動駕駛輔助”水平,，而是未來幾年的“自動駕駛輔助”水平,。使用高算力的芯片，相當(dāng)于在車?yán)镱A(yù)埋了一種能力,，以后可以不斷的解鎖這種能力,。一個(gè)高性能的芯片，不是現(xiàn)在的剛需,，它是未來的一種剛需,。要知道,，向高性能發(fā)展也是RISC－V發(fā)展的必然趨勢，巧就巧在,，RISC－V與智能汽車同屬新賽道,，AI芯片與智能汽車也在互相推動。

RISC－V在汽車應(yīng)用中的掣肘

軟件生態(tài)缺失疊加汽車產(chǎn)業(yè)“念舊”,，加大RISC－V上車阻力,。

雖然我們談到的是軟件定義汽車，但軟件支持恰恰是RISC－V的短板,，沒有軟件生態(tài),，基于RISC－V實(shí)現(xiàn)的芯片無論在任何領(lǐng)域都無用武之地，加之汽車行業(yè)對安全性的要求非常高,，這也使汽車產(chǎn)業(yè)不太喜歡新東西,，除了軟件生態(tài)的劣勢，相關(guān)的編譯器,、開發(fā)工具以及其它生態(tài)要素也還在發(fā)展，使得RISC－V上車,，比國產(chǎn)廠商借助ARM上車的阻力更大,。

RISC－V相關(guān)企業(yè)不能總是想搭便車，而不主動投入到生態(tài)的建設(shè),。那么,，在汽車領(lǐng)域其實(shí)也是一樣，在RISC－V剛興起的這個(gè)階段,，在理念問題,、投入問題以及商業(yè)利益回報(bào)問題下，誰來構(gòu)建適合于RISC－V的上層軟件,，如何讓RISC－V的靈活性在汽車領(lǐng)域得到最充分的釋放就尤為重要,。

針對當(dāng)下迅速發(fā)展的智能汽車，中國工程院的倪光南院士也表示,，RISC－V能很好地滿足“需求定義軟件,、軟件定義硬件”的時(shí)代需求，是智能汽車芯片設(shè)計(jì)的理想選擇,。

RISC－V已“上車”

2020年4月,，半導(dǎo)體解決方案的主要供應(yīng)商瑞薩電子公司和SiFive達(dá)成合作，共同開發(fā)面向汽車應(yīng)用的下一代高端RISC－V解決方案,。

隨之,，在2020年末，瑞薩借助日本半導(dǎo)體公司NSITEXE推出了集成RISC－V協(xié)處理器的汽車MCU RH850／U2B,。主要用于混合動力 ICE 和 xEV 牽引逆變器,、高端區(qū)域控制,、連接網(wǎng)關(guān)和車輛運(yùn)動等相關(guān)應(yīng)用。

今年年初,，英特爾在CES 2022上推出了專為自動駕駛打造的Eye Q Ultra系統(tǒng)集成芯片,，但要注意的是，Mobileye EyeQ Ultra 不包含任何x86內(nèi)核,，而是具有12個(gè)RISC－V 內(nèi)核,、Arm GPU和DSP。

最近,，SiFive宣布推出三款車規(guī)級內(nèi)核：E6－A,、X280－A和S7－A解決方案，以滿足當(dāng)前和未來應(yīng)用的關(guān)鍵需求,，如信息娛樂,、駕駛艙、互聯(lián)性,、ADAS和電氣化,。

RISC－V與中國的天時(shí)地利與人和

天時(shí)

在現(xiàn)局面的半導(dǎo)體發(fā)展格局下，ARM,、X86架構(gòu)生態(tài)壁壘砌的高而結(jié)實(shí),，市場份額也被瓜分了80％以上，中國在原路徑發(fā)展已被緊緊的卡著脖子,，因此當(dāng)RISC－V出現(xiàn)時(shí),，一下子就火了起來。RISC－V適合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，更適合中國市場,。在5G、物聯(lián)網(wǎng),、汽車等應(yīng)用多點(diǎn)開花之際,，RISC－V的出現(xiàn)正是中國大放異彩之際。

地利

我們應(yīng)該高度重視RISC－V這個(gè)指令集,，國家從整體布局和頂層設(shè)計(jì)上,，要繼續(xù)加強(qiáng)政策支持，有步驟,、分階段地落實(shí)推進(jìn),。早在2018年7月，上海經(jīng)信委就出臺了國內(nèi)首個(gè)支持 RISC－V 的政策,。2020年9月,，中國又開放原子開源基金會，首次對外公開其組織架構(gòu),、使命,、愿景與價(jià)值觀,。

如今，中科院計(jì)算所,、華為,、阿里等在內(nèi)的 20 多個(gè)國內(nèi)企事業(yè)單位，都加入了 RISC－V 基金會,。伯克利,、清華兩所高校還在深圳成立了 RIOS 實(shí)驗(yàn)室，以扶持 RISC－V 軟件生態(tài),。

在這樣一個(gè)大環(huán)境下,，“十四五”鼓勵(lì)企業(yè)開源，并從底層基礎(chǔ)設(shè)施方面進(jìn)行了規(guī)劃——綱要明確指出應(yīng)完善開源知識產(chǎn)權(quán)和法律體系,，這足以說明開源是大勢所趨,，也為RISC－V的生態(tài)發(fā)展嫁接了橋梁。

人和

RISC－V是國內(nèi) 芯片實(shí)現(xiàn)自主可控的好機(jī)會,，國內(nèi)企業(yè)也在加緊多點(diǎn)布局,。近年來國產(chǎn)RISC－V商業(yè)化產(chǎn)品不斷落地，平頭哥,、華米,、兆易創(chuàng)新等企業(yè)已發(fā)布了可商用化產(chǎn)品。其中兆易創(chuàng)新和芯來科技更是開創(chuàng)了IP核供應(yīng)商與設(shè)計(jì)企業(yè)聯(lián)手先例,。

在RISC－V“上車”的規(guī)劃和部署，本土公司也已有一些商業(yè)化成果,。如2020年景略半導(dǎo)體推出的BlueWhale芯片架構(gòu)上,，就采用RISC－V架構(gòu)，景略半導(dǎo)體成為行業(yè)首個(gè)應(yīng)用RISC－V內(nèi)核的L2／L2＋ Switch的芯片廠商,，具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性和可配置性的芯片架構(gòu),，能夠助力未來快速推出滿足不同市場需求的產(chǎn)品。

2021年,，凌思微電子也推出基于RISC－V架構(gòu)的車規(guī)級無線MCU產(chǎn)品系列,，凌思微車規(guī)級MCU主要應(yīng)用于車身控制，即時(shí)通信,，車載娛樂方面,，目前跟小米的項(xiàng)目合作穩(wěn)步進(jìn)行中，與整車廠商的合作項(xiàng)目正在推進(jìn),。

倪光南院士也曾提出建議,，我國應(yīng)抓住新一代信息技術(shù)發(fā)展機(jī)遇，聚焦開源RISC－V架構(gòu)發(fā)展中國汽車芯片產(chǎn)業(yè),，我國舉國體制和超大規(guī)模市場優(yōu)勢,、人才優(yōu)勢,，有助于大力發(fā)展壯大我國RISC－V產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

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