RISC-V與等待多時的汽車市場

汽車作為半導(dǎo)體當(dāng)下最火熱的賽道，成了幾乎所有半導(dǎo)體公司都想要開辟的市場。但車規(guī)認(rèn)證周期長和供應(yīng)鏈等問題，導(dǎo)致了產(chǎn)品發(fā)布頻率高卻少見實(shí)物的現(xiàn)象。也正是這些原因，不少人都認(rèn)為RISC-V作為新興架構(gòu)，估計(jì)還要醞釀一段時間才能邁入汽車市場。然而事實(shí)上，RISC-V已經(jīng)開始在其中嶄露頭角了。

瑞薩RH850/U2B

作為汽車半導(dǎo)體巨頭之一的瑞薩，近年來在RISC-V上可謂動作頻頻，先是在去年宣布采用晶心科技32位RISC-V CPU內(nèi)核IP用于其預(yù)編程的ASSP（專用標(biāo)準(zhǔn)）產(chǎn)品，隨后在今年4月宣布與SiFive合作，借助SiFive的RISC-V核心IP授權(quán)打造面向汽車的半導(dǎo)體方案。

不過2022年將至，瑞薩反倒是率先借助日本半導(dǎo)體公司NSITEXE推出了集成RISC-V協(xié)處理器的汽車MCU RH850/U2B。基于28nm制程的RH850/U2B集成了8個400MHz的G4MH CPU核心，主打高性能、高能耗比和免干擾，適用于區(qū)域控制ECU、域控制ECU、通信網(wǎng)關(guān)和車輛運(yùn)動應(yīng)用。

RH850/U2B原理圖 / 瑞薩

不過該MCU上最大的特色就是來自NSITEXE的DR1000C，一個基于RISC-V的并行協(xié)處理器。NSITEXE是從日本電裝拆分出來的半導(dǎo)體IP公司，致力于數(shù)據(jù)流處理器（DFP）的開發(fā)。據(jù)NSITEXE聲稱，DR1000C是首個達(dá)到ISO26262 ASIL D安全要求等級的RISC-V處理器，也從SGS-TüV獲得了對應(yīng)認(rèn)證。可能也正是因?yàn)檐囈?guī)認(rèn)證和上市時間的考量，瑞薩選擇率先以這顆MCU打入RISC-V市場。

DR1000C已經(jīng)具備向量擴(kuò)展，加上多線程機(jī)制的助力，非常適合作為協(xié)處理器來卸載汽車MCU的重度運(yùn)算負(fù)載，比如實(shí)時建模和傳感器數(shù)據(jù)處理等。通過加入DR1000C，MCU可以處理模型預(yù)測控制等高級算法，用于滿足歐洲EU7排放法這類的環(huán)保條約。

耐能KL530

除了區(qū)域控制和域控制外，自動駕駛也是壓在汽車芯片肩上的高要求應(yīng)用之一。多傳感器融合、自動預(yù)警對汽車芯片的算力提出了極高的要求，RISC-V雖然已經(jīng)在相關(guān)的AI加速器領(lǐng)域成績斐然，但汽車市場上又表現(xiàn)如何呢？

專注于AI SoC開發(fā)的初創(chuàng)企業(yè)耐能，也在今年11月發(fā)布了基于RISC-V的自動駕駛芯片KL530。耐能的第一代SoC KL520采用了雙Cortex-M4的CPU架構(gòu)，一個用于系統(tǒng)控制，一個用于AI協(xié)處理器，并集成了KDP520 NPU，但受其算力限制，KL520主要用于一些智能家居的邊緣AI場景。

KL530 / 耐能

而KL530采用了異構(gòu)配置，以一個Cortex-M4用于系統(tǒng)控制，換用RISC-V核心來作為AI協(xié)處理器，并換上了算力更高的KDP530 NPU。KDP530支持INT4的精度下，更是可以在該精度下實(shí)現(xiàn)最高1 TOPS的算力，在常見的Mobilenet和Resnet 50等AI模型中，KL530的性能可以達(dá)到KL520的10倍，而平均功耗只有500mW，這對于極度追求能耗比的自動駕駛應(yīng)用來說，可以說是理想的AI芯片了。

不過KL530的NPU并不單單是靠其本身實(shí)現(xiàn)如此高的性能的，它還集成了一個3MP的ISP，進(jìn)一步增強(qiáng)了高動態(tài)范圍圖像處理的能力，通過AI調(diào)整優(yōu)化來完成機(jī)器學(xué)習(xí)和3D識別，而這顆RISC-V協(xié)處理器則用于NPU的預(yù)處理和后處理，足見RISC-V在AI協(xié)作負(fù)載中的優(yōu)勢。

根據(jù)耐能的說法，未來10年是L1和L2級自動駕駛汽車出貨量猛增的時間節(jié)點(diǎn)，這顆KL530足以為該等級范圍內(nèi)的自動駕駛汽車賦能。據(jù)悉KL530將發(fā)布兩個版本，一個用于汽車后裝市場，為L0汽車賦予L1或L2級的自動駕駛；另一個則是車規(guī)認(rèn)證的前裝芯片版本，直接內(nèi)置于車輛中，耐能也已經(jīng)與豐田開展合作，未來將其ADAS技術(shù)推向市場。

小結(jié)

雖然以上產(chǎn)品證明了汽車半導(dǎo)體市場陸續(xù)出現(xiàn)了RISC-V的身影，不過也可以看出RISC-V在汽車芯片中多是作為協(xié)處理的面貌出現(xiàn)，真正完全基于RISC-V的汽車芯片尚在布局當(dāng)中。隨著車規(guī)認(rèn)證流程與認(rèn)證工具的進(jìn)一步優(yōu)化，加上RISC-V在相關(guān)擴(kuò)展上的推進(jìn)，相信不久后RISC-V的汽車芯片也將呈現(xiàn)井噴之勢。