RISC-V IP对车规功能安全的追求

电子发烧友网报道（文/周凯扬）在车规SoC的设计上，要想保证车规认证安全达标过关，就必须从设计的各个环节都遵循功能安全设计，比如IP、开发工具等等。比如为了尽快使得汽车芯片获得ISO 26262认证，IP厂商本身在符合ISO26262规范设计的同时，也会在通过认证后，把诊断分析表格和安全手册之类的资料交给授权方，从而减少他们设计芯片取得ISO26262认证的时间。如今，不少RISC-V IP公司也都相继推出了车规级的安全IP，为RISC-V上车保驾护航。
 
晶心科技
 
去年10月，晶心科技宣布推出了首款完全符合并通过ISO 26262功能安全标准认证的RISC-V CPU IP，并正式开放授权。作为一个CPU IP，N25F-SE采用了32位五级流水线的设计，凭借高主频和高CoreMarks/MHz的性能，已经可以用于汽车应用中的嵌入式系统通用控制了。
 
N25F-SE的出现成功帮助车规SoC的设计减少了成本和功耗，因为只需要一个ASIL-B处理器IP即可，而不用非得使用双核锁步的ASIL-D方案。据了解，该IP公布之初，就已经有数家头部SoC设计公司借助N25F-SE开发车载应用了。
 
但随着N25F-SE一同公布，支持DSP扩展与位操作扩展的另一车规IP，D25F-SE，原定于今年年初推出，如今已经被推迟至今年下半年。在额外扩展的支持下，D25F-SE在汽车图像处理、信号处理和机器学习算法上的表现会更强，同时也有了做进汽车ADAS系统中的机会。
 
Rambus
 
其实要只看RISC-V IP的话，早在2020年，Rambus有两款RISC-V加密核心获得了车规认证，也就是符合ASIL-D标准的RT-645和符合ASIL-B标准的RT-640。两者均是完全可编程的硬件安全内核，专为汽车应用打造。RT-645和RT-640采用定制的RISC-V孤岛式协处理器设计，集成了专用的安全存储器、高性能加密加速器等。
 
这类安全内核可以作为独立的信任根，即作为汽车SoC中的硬件安全协处理器，由于采用了孤岛式设计，尽管和用于通用计算的主CPU处于同一芯片上，却依然只能通过硬件方式访问加密模块、I/O引脚等资源。且虽然两大内核基于定制的32位RISC-V处理器设计，但依然可以与Arm、x86、RISC-V的主处理器架构兼容。
 
不过ASIL-B只要求覆盖90%的单点失效场景（SPFM），如果需要更高的SPFM和LFM（故障指标）等级，比如用于安全气囊、动力转向之类的芯片设计，也可以选择符合ASIL-D标准的RT-645。
 
芯来科技
 
国内的芯来科技也早就投入了RISC-V车规级IP的开发，2021年，芯来科技就和中汽研汽车工程研究院达成了合作，双方从RISC-V处理器IP功能安全标准以及认证等方面全方位合作，从而为国内汽车芯片设计公司提供实现车规级芯片功能安全的完整解决方案。
 
2022年，芯来科技成为“湖北省车规级芯片产业技术创新联合体”创始单位，据其当时透露功能安全特性的CPU IP已经在设计验证中，其中就包括NA900、NA300等，而NA900凭借9级流水线的设计，已经是RISC-V车规安全CPU中规格最高的IP之一了。
 
芯来科技透露，目前NA900的ASIL-D级别车规认证工作已经在进行中，预计将在国内的头部客户的激光雷达、车载ECU和车载以太网等应用上导入设计，相信认证工作完成后，芯来科技将为车规芯片设计提供更高的性能和ASIL-D的安全优势，进一步缩短车规芯片获得功能安全认证的时间。
 
小结
 
无论是作为安全协处理器还是作为主CPU，RISC-V在汽车功能安全IP上的势头已经不容小觑。如果说此前RISC-V在IoT领域的爆发是商业化的伊始，那么逐渐切入的汽车、工业控制领域就是RISC-V商业化的拐点。