RISC-V与等待多时的汽车市场

RISC-V与等待多时的汽车市场
 
汽车作为半导体当下最火热的赛道，成了几乎所有半导体公司都想要开辟的市场。但车规认证周期长和供应链等问题，导致了产品发布频率高却少见实物的现象。也正是这些原因，不少人都认为RISC-V作为新兴架构，估计还要酝酿一段时间才能迈入汽车市场。然而事实上，RISC-V已经开始在其中崭露头角了。
 
瑞萨RH850/U2B
 
作为汽车半导体巨头之一的瑞萨，近年来在RISC-V上可谓动作频频，先是在去年宣布采用晶心科技32位RISC-V CPU内核IP用于其预编程的ASSP（专用标准）产品，随后在今年4月宣布与SiFive合作，借助SiFive的RISC-V核心IP授权打造面向汽车的半导体方案。
 
不过2022年将至，瑞萨反倒是率先借助日本半导体公司NSITEXE推出了集成RISC-V协处理器的汽车MCU RH850/U2B。基于28nm制程的RH850/U2B集成了8个400MHz的G4MH CPU核心，主打高性能、高能耗比和免干扰，适用于区域控制ECU、域控制ECU、通信网关和车辆运动应用。

RH850/U2B原理图 / 瑞萨
 
不过该MCU上最大的特色就是来自NSITEXE的DR1000C，一个基于RISC-V的并行协处理器。NSITEXE是从日本电装拆分出来的半导体IP公司，致力于数据流处理器（DFP）的开发。据NSITEXE声称，DR1000C是首个达到ISO26262 ASIL D安全要求等级的RISC-V处理器，也从SGS-TÜV获得了对应认证。可能也正是因为车规认证和上市时间的考量，瑞萨选择率先以这颗MCU打入RISC-V市场。
 
DR1000C已经具备向量扩展，加上多线程机制的助力，非常适合作为协处理器来卸载汽车MCU的重度运算负载，比如实时建模和传感器数据处理等。通过加入DR1000C，MCU可以处理模型预测控制等高级算法，用于满足欧洲EU7排放法这类的环保条约。
 
耐能KL530
 
除了区域控制和域控制外，自动驾驶也是压在汽车芯片肩上的高要求应用之一。多传感器融合、自动预警对汽车芯片的算力提出了极高的要求，RISC-V虽然已经在相关的AI加速器领域成绩斐然，但汽车市场上又表现如何呢？
 
专注于AI SoC开发的初创企业耐能，也在今年11月发布了基于RISC-V的自动驾驶芯片KL530。耐能的第一代SoC KL520采用了双Cortex-M4的CPU架构，一个用于系统控制，一个用于AI协处理器，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边缘AI场景。

KL530 / 耐能
 
而KL530采用了异构配置，以一个Cortex-M4用于系统控制，换用RISC-V核心来作为AI协处理器，并换上了算力更高的KDP530 NPU。KDP530支持INT4的精度下，更是可以在该精度下实现最高1 TOPS的算力，在常见的Mobilenet和Resnet 50等AI模型中，KL530的性能可以达到KL520的10倍，而平均功耗只有500mW，这对于极度追求能耗比的自动驾驶应用来说，可以说是理想的AI芯片了。
 
不过KL530的NPU并不单单是靠其本身实现如此高的性能的，它还集成了一个3MP的ISP，进一步增强了高动态范围图像处理的能力，通过AI调整优化来完成机器学习和3D识别，而这颗RISC-V协处理器则用于NPU的预处理和后处理，足见RISC-V在AI协作负载中的优势。
 
根据耐能的说法，未来10年是L1和L2级自动驾驶汽车出货量猛增的时间节点，这颗KL530足以为该等级范围内的自动驾驶汽车赋能。据悉KL530将发布两个版本，一个用于汽车后装市场，为L0汽车赋予L1或L2级的自动驾驶；另一个则是车规认证的前装芯片版本，直接内置于车辆中，耐能也已经与丰田开展合作，未来将其ADAS技术推向市场。
 
小结
 
虽然以上产品证明了汽车半导体市场陆续出现了RISC-V的身影，不过也可以看出RISC-V在汽车芯片中多是作为协处理的面貌出现，真正完全基于RISC-V的汽车芯片尚在布局当中。随着车规认证流程与认证工具的进一步优化，加上RISC-V在相关扩展上的推进，相信不久后RISC-V的汽车芯片也将呈现井喷之势。