“當(dāng)前實(shí)時(shí)核市場主要由國外廠商主導(dǎo)，且多采用閉源指令集架構(gòu)，這為基于開源RISC-V的國產(chǎn)實(shí)時(shí)核提供了重要機(jī)遇。RISC-V的開放性不僅降低了開發(fā)門檻，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?！?/span>

2025年7月18日，上海張江科學(xué)會(huì)堂迎來了第五屆RISC-V中國峰會(huì)嵌入式系統(tǒng)分論壇。弈斯偉計(jì)算處理器部門部長王曉耕發(fā)表主題演講，圍繞具備功能安全特性的高性能RISC-V實(shí)時(shí)核，詳細(xì)解析了其在車規(guī)級(jí)應(yīng)用中的技術(shù)突破與市場布局，分享了國產(chǎn)RISC-V處理器在功能安全領(lǐng)域的前沿進(jìn)展。

作為一家致力于AI時(shí)代智能化解決方案的企業(yè)，弈斯偉基于開源RISC-V架構(gòu)，與合作伙伴共同打造RISAA（RISC-V+AI）平臺(tái)，專注于智能終端和具身智能兩大應(yīng)用領(lǐng)域，為客戶提供系統(tǒng)級(jí)解決方案。ESWIN在RISC-V內(nèi)核研發(fā)上布局廣泛，產(chǎn)品線涵蓋通用和專用兩大類別。通用領(lǐng)域包括從極小面積的微控制器（MCU）核到高性能亂序大核，滿足多樣化的計(jì)算需求。專用領(lǐng)域則聚焦于AI加速、功能安全和信息安全三大方向，為特定場景提供定制化支持。

開源RISC-V實(shí)時(shí)核，迎來市場機(jī)遇

實(shí)時(shí)核是滿足高確定性和快速響應(yīng)需求的處理器核心，廣泛應(yīng)用于對(duì)時(shí)間敏感的場景。隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及智能制造的推進(jìn)，對(duì)能夠處理復(fù)雜任務(wù)且響應(yīng)時(shí)間短的實(shí)時(shí)核的需求正在增加。

王曉耕詳細(xì)闡述了實(shí)時(shí)核的幾大關(guān)鍵特性。首先是高確定性，指令執(zhí)行時(shí)間可預(yù)測(cè)，確保關(guān)鍵任務(wù)在嚴(yán)格的時(shí)間窗口內(nèi)完成。其次是快速中斷響應(yīng)，通過縮短從接收中斷到執(zhí)行響應(yīng)的等待時(shí)間、加速中斷前后準(zhǔn)備工作以及優(yōu)化中斷服務(wù)程序的執(zhí)行效率，滿足實(shí)時(shí)事件的高效處理需求。此外，實(shí)時(shí)核支持優(yōu)先級(jí)調(diào)度，配備中斷處理單元，可實(shí)現(xiàn)中斷嵌套、搶占和咬尾功能（tail-chaining），并支持向量中斷，從而提升任務(wù)調(diào)度的靈活性。專業(yè)硬件支持方面，實(shí)時(shí)核集成了高性能數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU），加速復(fù)雜運(yùn)算任務(wù)如數(shù)字信號(hào)處理。內(nèi)存管理方面，采用哈佛結(jié)構(gòu)的緊耦合存儲(chǔ)和2路訪存單元設(shè)計(jì)，支持Load/Store pair擴(kuò)展，提供IO一致性接口，確保外部主機(jī)與核心的數(shù)據(jù)交換保持實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)核還兼容主流實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)如FreeRTOS，支持1-4核靈活多核架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算和任務(wù)隔離。在可靠性方面，實(shí)時(shí)核通過檢測(cè)、上報(bào)和恢復(fù)機(jī)制，確保處理器及其運(yùn)行軟件在關(guān)鍵場景下的穩(wěn)定運(yùn)行。

市場需求方面，實(shí)時(shí)核在汽車、工業(yè)自動(dòng)化、航空航天、醫(yī)療設(shè)備和通信等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，且需求持續(xù)增長。王曉耕指出，當(dāng)前實(shí)時(shí)核市場主要由國外廠商主導(dǎo)，且多采用閉源指令集架構(gòu)，這為基于開源RISC-V的國產(chǎn)實(shí)時(shí)核提供了重要機(jī)遇。RISC-V的開放性不僅降低了開發(fā)門檻，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。

弈斯偉實(shí)時(shí)核產(chǎn)品：R500A與R520A的技術(shù)亮點(diǎn)

在產(chǎn)品層面，弈斯偉推出了兩款高性能實(shí)時(shí)核：R500A和R520A。R500A以單核性能5.79 CoreMark/MHz的優(yōu)異表現(xiàn)脫穎而出，配備專用閃存接口，已成功應(yīng)用于車身控制顯示增強(qiáng)產(chǎn)品，展示出其在汽車電子領(lǐng)域的實(shí)用性。相比之下，R520A在性能和功能上進(jìn)一步升級(jí)，支持多核架構(gòu)（核心數(shù)量可配置為1至8核），并擴(kuò)展到128位寬總線接口，提升數(shù)據(jù)吞吐能力。此外，R520A通過代碼密度擴(kuò)展優(yōu)化了指令效率，提供了SNGL、SPLK和DCLS三種頂層組織結(jié)構(gòu)，分別支持1至4核、2或4核以及2至8核的靈活配置，以滿足不同客戶的多樣化需求。這些特性使R520A在高性能實(shí)時(shí)計(jì)算場景中更具競爭力。

王曉耕特別強(qiáng)調(diào)了兩款產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念。R500A和R520A均以高確定性為核心，長周期指令可被打斷和重做，確保實(shí)時(shí)響應(yīng)的穩(wěn)定性。內(nèi)存管理系統(tǒng)采用高效設(shè)計(jì)，支持哈佛結(jié)構(gòu)和緊耦合存儲(chǔ)，降低訪問延遲。優(yōu)先級(jí)調(diào)度通過硬件加速器和協(xié)處理器支持，進(jìn)一步提升了復(fù)雜任務(wù)的處理效率。這些特性共同確保了產(chǎn)品在高可靠性場景下的優(yōu)異表現(xiàn)。

功能安全認(rèn)證：邁向車規(guī)級(jí)應(yīng)用的關(guān)鍵

功能安全是實(shí)時(shí)核應(yīng)用于汽車等關(guān)鍵領(lǐng)域的重要門檻。弈斯偉在功能安全認(rèn)證方面展現(xiàn)了扎實(shí)的技術(shù)積累，其實(shí)時(shí)核嚴(yán)格遵循ISO 26262道路車輛功能安全標(biāo)準(zhǔn)，采用SEooC（Safety Element out of Context）開發(fā)流程，基于V模型確保開發(fā)過程的可追溯性。ISO 26262通過危害與風(fēng)險(xiǎn)分析確定ASIL（汽車安全完整性等級(jí)），而獲得ASIL認(rèn)證是處理器進(jìn)入車規(guī)級(jí)市場的關(guān)鍵技術(shù)要求。R500A和R520A均按照最高ASIL-D等級(jí)開發(fā)，其中R500A通過ASIL-B認(rèn)證，R520A達(dá)到ASIL-D等級(jí)，滿足不同場景的安全需求。

在避免系統(tǒng)性失效方面，R500A和R520A通過計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)校驗(yàn)、計(jì)算保護(hù)、總線接口保護(hù)以及安全與非安全隔離等特性，確保系統(tǒng)的魯棒性。弈斯偉與德國萊茵合作建立了完整的認(rèn)證流程體系，輸出7大類、230余份開發(fā)文檔，涵蓋從需求分析到驗(yàn)證測(cè)試的全流程，確保開發(fā)符合安全標(biāo)準(zhǔn)且可追溯。R500A項(xiàng)目歷時(shí)14個(gè)月，于2025年5月獲得全球首款通過德國萊茵ASIL-B功能安全認(rèn)證的RISC-V內(nèi)核認(rèn)證，標(biāo)志著國產(chǎn)RISC-V處理器在功能安全領(lǐng)域的重大突破。其認(rèn)證證書顯示，R500A在避免系統(tǒng)性失效方面達(dá)到ASIL-D等級(jí)，在隨機(jī)失效防護(hù)方面達(dá)到ASIL-B等級(jí)，可應(yīng)用于ASIL-D相關(guān)產(chǎn)品。R520A則進(jìn)一步提升至ASIL-D等級(jí)，為更苛刻的汽車應(yīng)用場景提供支持。

弈斯偉為客戶提供了完整的Safety Package，包含認(rèn)證所需的全部文檔和支持工具，幫助客戶快速集成其產(chǎn)品并通過車規(guī)級(jí)認(rèn)證。這一完善的認(rèn)證體系不僅體現(xiàn)了弈斯偉在功能安全領(lǐng)域的專業(yè)能力，也為其產(chǎn)品進(jìn)入汽車電子市場奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

從跟跑到領(lǐng)跑，中國芯突破國際技術(shù)壁壘

王曉耕在演講最后表示，弈斯偉計(jì)算將繼續(xù)深耕RISC-V生態(tài)，致力于通過高性能實(shí)時(shí)核和功能安全認(rèn)證，推動(dòng)國產(chǎn)處理器在全球市場的競爭力。其產(chǎn)品不僅為汽車電子領(lǐng)域提供了高可靠性解決方案，也為工業(yè)自動(dòng)化、航空航天等行業(yè)的國產(chǎn)化進(jìn)程注入了新動(dòng)力。憑借RISC-V的開放性和靈活性，弈斯偉正助力中國芯片產(chǎn)業(yè)突破國際技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變。

通過R500A和R520A的成功開發(fā)與認(rèn)證，弈斯偉計(jì)算展現(xiàn)了其在高性能RISC-V實(shí)時(shí)核領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力和市場洞察力，也傳遞了國產(chǎn)RISC-V處理器在功能安全領(lǐng)域邁向全球領(lǐng)先的信心。未來，隨著RISC-V生態(tài)的不斷完善，弈斯偉有望在更多關(guān)鍵應(yīng)用場景中發(fā)揮重要作用。