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，同為智能汽車的技術(shù)底座?；仡櫰嚥僮飨到y(tǒng)的發(fā)展歷程，1995年德國(guó)汽車工業(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AUTOSAR 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，滿足功能安全和快速交付的要求。隨著汽車行業(yè)向智能化加速邁進(jìn)，IAR的實(shí)踐為RISC-V在下一代汽車中的應(yīng)用提供了有力支持。
2024年，車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)超其他類別損失的總和。這一數(shù)據(jù)凸顯了車用芯片在數(shù)據(jù)防護(hù)與隔離方面的核心地位。隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的深入，車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。車用系統(tǒng)不僅需要滿足預(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依賴專有硬件擴(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TEE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，以高質(zhì)量、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的解決方案為依托，RISC-V MCU廠商正在在這一增長(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。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>
RISC-V生態(tài)的快速發(fā)展源于業(yè)界對(duì)這一開(kāi)放指令集體系結(jié)構(gòu)的共同信念，然而其發(fā)展并非一帆風(fēng)順。企業(yè)在推廣RISC-V時(shí)面臨諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，包括來(lái)自客戶客戶的質(zhì)疑、與Arm的差異化價(jià)值、軟件移植的難度等等。但這些挑戰(zhàn)正在逐步得以解決。
英偉達(dá)與RISC-V的淵源由來(lái)已久。2017年首屆RISC-V工作坊由上海交通大學(xué)與英偉達(dá)聯(lián)合主辦，這次工作坊也是全球第六屆RISC-V研討會(huì)，主題聚焦于在微控制器（MCU）中嵌入RISC-V。當(dāng)時(shí)尚未有RISC-V產(chǎn)品發(fā)布，但英偉達(dá)已看到其潛力。八年后，英偉達(dá)在集成MCU產(chǎn)品中已出貨超過(guò)10億顆RISC-V芯片，取得了顯著成功。
面對(duì)計(jì)算密集型任務(wù)和并行處理挑戰(zhàn)，RISC-V在服務(wù)器、AI加速器中初露鋒芒，但與x86、ARM相比，軟件生態(tài)和優(yōu)化仍需提升。未來(lái)，憑借開(kāi)源特性與產(chǎn)業(yè)支持，RISC-V在HPC領(lǐng)域的高度值得期待。
Krste Asanovic強(qiáng)調(diào)，行業(yè)內(nèi)越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到，開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的RISC-V將成為未來(lái)主流的指令集架構(gòu)，盡管在不同領(lǐng)域成為主流所需時(shí)間不同，但他堅(jiān)信RISC-V終將成為最主流的指令集架構(gòu)。
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