作為國(guó)內(nèi)集成電路領(lǐng)域創(chuàng)辦最早的行業(yè)頂級(jí)盛會(huì),ICCAD-Expo以其獨(dú)特的舉辦形式,獨(dú)到的與會(huì)效果,贏(yíng)得了業(yè)界展商和觀(guān)眾的廣泛贊譽(yù),31年來(lái)行業(yè)內(nèi)口口相傳,規(guī)模屢創(chuàng)新高。本屆展會(huì)更是在以往高水準(zhǔn)、高規(guī)格、高質(zhì)量的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了嘉賓數(shù)量、展覽規(guī)模、觀(guān)眾質(zhì)量的整體提升。
受生成式 AI 驅(qū)動(dòng), RISC-V 芯片市場(chǎng)快速發(fā)展。預(yù)計(jì)到2030年,RISC-V SoC出貨量將達(dá)到1618.1億顆,營(yíng)收將達(dá)到927億美元。其中,用于A(yíng)I加速器的RISC-V SoC出貨量將達(dá)到41億顆,營(yíng)收將達(dá)到422億美元。
2017年前后,RISC-V在中國(guó)萌芽,一些RISC-V的先行者便開(kāi)始摸索前行。匆匆數(shù)年過(guò)去,質(zhì)疑不再,掌聲潮起,RISC-V已然成為業(yè)界追逐的焦點(diǎn)。當(dāng)人們興奮地暢想著Arm無(wú)法攻克的高峰將要插上RISC-V的大旗,RISC-V早已在MCU領(lǐng)域證明了自己的價(jià)值,在這一過(guò)程中,沁恒微電子是其中的親歷者和主要推動(dòng)者。從2017年到2025年,沁恒在RISC-V上8年深耕、5年商用,走出了一條不同于一眾Arm MCU的差異化之路。
隨著RISC-V架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心和邊緣計(jì)算領(lǐng)域的快速滲透,其虛擬化支持能力成為關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。平頭哥C910處理器作為首款支持RISC-V虛擬化擴(kuò)展(H-extension)的高性能核心,通過(guò)KVM實(shí)現(xiàn)半虛擬化加速后,虛擬機(jī)性能較純軟件模擬提升達(dá)12倍,I/O延遲降低至5μs以?xún)?nèi)。本文深入解析這一技術(shù)突破的實(shí)現(xiàn)路徑。
在RISC-V架構(gòu)蓬勃發(fā)展的背景下,平頭哥半導(dǎo)體推出的C910高性能處理器(12nm工藝,3.0GHz主頻)成為國(guó)產(chǎn)芯片的重要突破。本文通過(guò)C910平臺(tái)啟動(dòng)流程解析、關(guān)鍵內(nèi)核補(bǔ)丁開(kāi)發(fā)、主線(xiàn)提交實(shí)戰(zhàn),完整呈現(xiàn)從芯片適配到社區(qū)貢獻(xiàn)的全鏈路技術(shù)細(xì)節(jié),助力國(guó)產(chǎn)RISC-V生態(tài)建設(shè)。
全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向開(kāi)源架構(gòu)加速遷移,RISC-V憑借其開(kāi)放、模塊化與可定制化的特性,正成為數(shù)字信號(hào)處理(DSP)領(lǐng)域的重要技術(shù)載體。然而,開(kāi)源DSP核的設(shè)計(jì)不僅需要突破硬件架構(gòu)的創(chuàng)新瓶頸,更需在指令集擴(kuò)展、生態(tài)兼容性及產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方面構(gòu)建系統(tǒng)性解決方案。這場(chǎng)技術(shù)變革既蘊(yùn)含著打破傳統(tǒng)架構(gòu)壟斷的歷史機(jī)遇,也面臨著生態(tài)碎片化、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。
編譯器不僅是連接硬件與軟件的橋梁,還直接影響MCU的性能優(yōu)化與功能安全。面對(duì)汽車(chē)行業(yè)對(duì)高可靠性、低功耗和高算力的需求,編譯器需在確保ASIL-D等嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),最大化發(fā)揮RISC-V芯片的潛力。
操作系統(tǒng)與芯片,同為智能汽車(chē)的技術(shù)底座?;仡櫰?chē)操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程,1995年德國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的OCK標(biāo)準(zhǔn)被視為起點(diǎn),涵蓋操作系統(tǒng)、通信和裝載管理三大功能模塊。三十年后的今天,OCK的許多核心內(nèi)容依然在A(yíng)UTOSAR OS中得以延續(xù),展現(xiàn)了其強(qiáng)大的生命力。
當(dāng)前開(kāi)發(fā)者在RISC-V汽車(chē)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中面臨多重挑戰(zhàn),從架構(gòu)多樣性到快速交付的緊迫需求。IAR通過(guò)平臺(tái)化、認(rèn)證工具、優(yōu)化流程和低代碼開(kāi)發(fā)等策略,為開(kāi)發(fā)者提供了高效解決方案。其架構(gòu)無(wú)關(guān)的工具鏈、先進(jìn)的調(diào)試能力以及認(rèn)證工具鏈幫助行業(yè)應(yīng)對(duì)復(fù)雜性,滿(mǎn)足功能安全和快速交付的要求。隨著汽車(chē)行業(yè)向智能化加速邁進(jìn),IAR的實(shí)踐為RISC-V在下一代汽車(chē)中的應(yīng)用提供了有力支持。
2024年,車(chē)用安全攻擊造成的全球經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)250億美元,其中芯片攻擊導(dǎo)致的安全成本最為突出,達(dá)到200億美元,遠(yuǎn)超其他類(lèi)別損失的總和。這一數(shù)據(jù)凸顯了車(chē)用芯片在數(shù)據(jù)防護(hù)與隔離方面的核心地位。隨著汽車(chē)智能化和網(wǎng)聯(lián)化的深入,車(chē)用芯片的安全性已成為不可回避的議題,各國(guó)相關(guān)法規(guī)的陸續(xù)出臺(tái)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了這一需求。車(chē)用系統(tǒng)不僅需要滿(mǎn)足預(yù)測(cè)性、可靠性和偵查恢復(fù)能力的要求,還需確保處理器與車(chē)輛輔助系統(tǒng)之間的協(xié)同工作能夠達(dá)到高安全標(biāo)準(zhǔn)。
ARM的TrustZone和x86的SGX等技術(shù)已在TEE實(shí)現(xiàn)中占據(jù)主導(dǎo),但均存在局限。ARM TrustZone依賴(lài)專(zhuān)有硬件擴(kuò)展,增加了設(shè)計(jì)復(fù)雜性和成本,且靈活性有限;x86 SGX則因指令集封閉和高功耗,難以適應(yīng)資源受限的嵌入式場(chǎng)景。相比之下,RISC-V作為開(kāi)源指令集架構(gòu),憑借其模塊化設(shè)計(jì)和高可定制性,為T(mén)EE提供了更靈活、低成本的實(shí)現(xiàn)路徑,支持多樣化的安全需求。
隨著設(shè)備聯(lián)網(wǎng)程度的加深,黑客攻擊的廣度和深度都在增加,安全問(wèn)題已成為不可忽視的挑戰(zhàn)。與此同時(shí),傳統(tǒng)封閉指令集架構(gòu)(ISA)在安全定制化方面存在局限,而RISC-V的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性為開(kāi)發(fā)者提供了靈活的解決方案,使其能夠在指令和模塊層面實(shí)現(xiàn)安全隔離和控制。
人形機(jī)器人近年來(lái)在公眾視野中的快速崛起,例如宇樹(shù)機(jī)器人登上春晚舞臺(tái),北京亦莊的機(jī)器人馬拉松比賽等等。這些事件不僅展示了人形機(jī)器人技術(shù)的成熟度,也反映了社會(huì)對(duì)這一領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。而機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展得益于多方面的技術(shù)進(jìn)步,尤其是主控芯片的性能提升。
根據(jù)Semico Research的預(yù)測(cè),到2025年RISC-V芯片出貨量將達(dá)到624億顆,覆蓋計(jì)算、消費(fèi)電子和工業(yè)等領(lǐng)域。而在這其中,RISC-V MCU是整個(gè)RISC-V生態(tài)的基本盤(pán),以高質(zhì)量、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的解決方案為依托,RISC-V MCU廠(chǎng)商正在在這一增長(zhǎng)浪潮中占據(jù)重要位置,持續(xù)夯實(shí)RISC-V的生態(tài)基礎(chǔ)。
在工業(yè)控制領(lǐng)域,數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的性能直接決定了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制能力和可靠性。德州儀器(TI)的C2000系列芯片憑借其卓越的采樣、控制和功率管理能力,長(zhǎng)期以來(lái)在全球工業(yè)控制市場(chǎng)占據(jù)絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)地位,廣泛應(yīng)用于能源、電源、工業(yè)自動(dòng)化、汽車(chē)和軌道交通等高可靠性場(chǎng)景。然而,隨著近年來(lái)地緣政治變化和供應(yīng)鏈安全的日益重視,中國(guó)芯片行業(yè)加速推動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代,力求打破對(duì)國(guó)外核心技術(shù)的依賴(lài)。在這一背景下,格見(jiàn)半導(dǎo)體以RISC-V架構(gòu)為依托,推出了針對(duì)C2000系列的深度定制DSP國(guó)產(chǎn)替代方案,展現(xiàn)了其在高端實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力。
當(dāng)前實(shí)時(shí)核市場(chǎng)主要由國(guó)外廠(chǎng)商主導(dǎo),且多采用閉源指令集架構(gòu),這為基于開(kāi)源RISC-V的國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí)核提供了重要機(jī)遇。RISC-V的開(kāi)放性不僅降低了開(kāi)發(fā)門(mén)檻,還為本土企業(yè)打破技術(shù)壁壘、實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新提供了可能性。
“蒼鷹可以在森林中以64km/h的速度在林間快速穿梭,狩獵松鼠和兔子。但在蒼鷹啟動(dòng)那一刻起,林間很多山雀已經(jīng)提前敏銳的發(fā)現(xiàn)了危機(jī),并且發(fā)出一種特定的聲音,迅速發(fā)出警報(bào),這個(gè)時(shí)候蒼鷹面對(duì)的不再是松鼠個(gè)體,而是整個(gè)林間生態(tài)環(huán)境?!?/p>