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RISC-V助力汽車行業(yè)開辟新方向

2025-07-01 來源:電子工程專輯
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關(guān)鍵詞: RISC-V 歐洲汽車業(yè) 軟件定義汽車 開放性 安全合規(guī)

隨著軟件定義汽車(SDV)、電氣化以及高級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的興起,整車廠及其供應(yīng)商對(duì)更高性能、更定制化、更安全的處理器需求日益增長。

歐洲汽車業(yè)一向以開發(fā)周期長、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜且相對(duì)封閉為特點(diǎn),如今正經(jīng)歷一場深刻的變革。在這一過程中,RISC-V正逐漸成為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

隨著軟件定義汽車(SDV)、電氣化以及高級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的興起,整車廠及其供應(yīng)商對(duì)更高性能、更定制化、更安全的處理器需求日益增長。

在此背景下,一種被稱為RISC-V的開放標(biāo)準(zhǔn)指令集架構(gòu)(ISA)正逐漸成為行業(yè)關(guān)注的核心選項(xiàng)。它不僅有望重塑歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局,還有助于應(yīng)對(duì)技術(shù)主權(quán)等戰(zhàn)略挑戰(zhàn)。

這場轉(zhuǎn)型也成為最近舉行的RISC-V歐洲峰會(huì)的重要議題。來自行業(yè)的領(lǐng)袖齊聚一堂,探討如何加速RISC-V在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。其中一場圓桌討論的主題是“利用RISC-V加速汽車創(chuàng)新”。該場次由Cortus的Michael Chapman主持,嘉賓包括來自英飛凌科技、Codasip、Resiltech、Quintauris和CARIAD的高管代表。

此外,Omdia汽車領(lǐng)域高級(jí)研究總監(jiān)Edward Wilford也發(fā)表了題為“How Automotive and Industrial Designs are Eliminating Boundaries and Creating Opportunities”(汽車與工業(yè)設(shè)計(jì)如何打破界限并創(chuàng)造機(jī)遇)的主題演講。

開放性和控制力戰(zhàn)略重點(diǎn)

一些與會(huì)者指出,采用RISC-V并非難事,它代表著向開放性邁進(jìn)的戰(zhàn)略方向。

RISC-V歐洲峰會(huì)汽車圓桌會(huì)議

英飛凌軟件、合作伙伴與生態(tài)系統(tǒng)管理高級(jí)總監(jiān)Thomas Schneid解釋了公司選擇RISC-V的初衷。他表示,英飛凌大約三年前便開始布局這一平臺(tái),主要?jiǎng)右蚴窍M按蛟煲粋€(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)來激發(fā)創(chuàng)新”,同時(shí)也看到了“超越技術(shù)層面的開放標(biāo)準(zhǔn)所帶來的更多可能性”。

盡管英飛凌過去以封閉規(guī)范著稱,但此舉標(biāo)志著其邁出了“開放標(biāo)準(zhǔn)新篇章”的第一步。

對(duì)于原始設(shè)備制造商(OEM)而言,這種開放性意味著更強(qiáng)的掌控能力,也有助于降低風(fēng)險(xiǎn)。隨著SDV的發(fā)展,“軟件部分將承載越來越多的創(chuàng)新”。

Quintauris(致力于推動(dòng)汽車行業(yè)RISC-V標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)盟)董事總經(jīng)理Pedro López表示,生態(tài)系統(tǒng)的反應(yīng)非常積極,特別是軟件社區(qū)已經(jīng)“張開雙臂”接納了Quintauris。底層運(yùn)行的開放標(biāo)準(zhǔn)顯著降低了潛在的技術(shù)鎖定風(fēng)險(xiǎn),這也與整個(gè)行業(yè)朝著更高標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展的趨勢相契合。

OEM廠商越來越強(qiáng)烈地呼吁需要更大的靈活性來“自主選擇組件”,避免被單一供應(yīng)商所限制,從而更好地掌控自身的軟件戰(zhàn)略。

SDV推動(dòng)系統(tǒng)整合

向SDV的轉(zhuǎn)變正在從根本上重塑車輛架構(gòu)。從以往可能包含30到200個(gè)分布式電子控制單元(ECU),各自配備專用硬件和軟件的體系結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)向更加集中、整合的架構(gòu),把計(jì)算能力集中在更少的核心模塊中。

這種軟硬件解耦的方式,使得添加軟件功能包和資源調(diào)度變得更加靈活。軟件優(yōu)先的理念帶來了意想不到但積極的影響——打破了汽車與工業(yè)應(yīng)用之間的壁壘。

Edward Wilford指出:“這個(gè)系統(tǒng)并不在意是用在汽車?yán)镞€是工業(yè)機(jī)器人中。”關(guān)鍵考量因素包括安全性、互聯(lián)性、嵌入式智能和整體可靠性。與其按照行業(yè)垂直劃分來看待應(yīng)用場景(如汽車或工業(yè)),不如聚焦“功能和部署方式”。

Omdia的Wilford出席RISC-V歐洲峰會(huì)

這兩個(gè)領(lǐng)域都要求“實(shí)時(shí)處理、毫秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間以及確定性行為”,并需符合相應(yīng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)(如ISO 26262、IEC 61508)和信息安全標(biāo)準(zhǔn)(ISO 21434)。如果一個(gè)系統(tǒng)能夠做到“快速、安全、滿足汽車需求”,那么它同樣適用于其他許多場景。而人為地劃分為不同通道可能會(huì)帶來“不必要的成本”。

RISC-V所具備的“靈活、可擴(kuò)展”特性正好契合“敏捷計(jì)算”的需求,而這種能力在“幾乎所有場景”中都是必不可少的。對(duì)于汽車和工業(yè)應(yīng)用來說,敏捷計(jì)算至關(guān)重要。

Resiltech的Francesco Rossi強(qiáng)調(diào),RISC-V的開放性催生了一個(gè)“龐大的生態(tài)系統(tǒng)”,知識(shí)得以廣泛傳播,這成為單個(gè)企業(yè)難以企及的“加速器”。

安全合規(guī)不容忽視

汽車行業(yè)對(duì)功能安全與網(wǎng)絡(luò)安全的要求極為嚴(yán)苛。擁有豐富汽車電子經(jīng)驗(yàn)的Codasip高管Maricel Ventura表示,雖然ISO 26262并未強(qiáng)制要求IP核必須通過認(rèn)證,但提供經(jīng)過認(rèn)證的產(chǎn)品有助于建立“良好信譽(yù)”,也能增強(qiáng)客戶對(duì)“高質(zhì)量、高可靠性產(chǎn)品”的信心。

她指出,汽車行業(yè)相對(duì)保守,重視“最先進(jìn)的實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。因此,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)必須“攜手合作”,才能證明RISC-V CPU內(nèi)核能夠與更廣泛的軟件和工具鏈有效協(xié)同工作。

Francesco Rossi補(bǔ)充道,在“開放環(huán)境,尤其是多個(gè)軟件模塊高度交互的情況下”,從“開發(fā)者到認(rèn)證者”的知識(shí)共享有助于使解決方案更加“開放、透明、可探索”。這種開放模式,包括設(shè)計(jì)與驗(yàn)證流程,在“封閉環(huán)境下往往難以實(shí)現(xiàn)”。

規(guī)成本與可持續(xù)生態(tài)

盡管技術(shù)潛力巨大,但汽車行業(yè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)也帶來了不小的財(cái)務(wù)挑戰(zhàn)。Pedro López提到,“認(rèn)證、安全與網(wǎng)絡(luò)安全背后存在高昂的成本壓力”。雖然軟件生態(tài)與其他處理器廠商共同發(fā)展,但I(xiàn)P核供應(yīng)商仍面臨“巨大的投資壓力來完成內(nèi)核認(rèn)證,并持續(xù)跟進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新”。

他們希望能在典型的五至十年汽車開發(fā)周期內(nèi),在五到七年之內(nèi)收回投資。López強(qiáng)調(diào),需要一種商業(yè)模式,使IP和內(nèi)核供應(yīng)商能夠在遵循安全標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),不至于“資金耗盡”。如果沒有一個(gè)“健康的行業(yè)生態(tài)”和可持續(xù)的商業(yè)模式,市場最終可能會(huì)被整合為僅?!耙粌杉夜?yīng)商”,而這將“嚴(yán)重制約未來的創(chuàng)新能力”。

為了保障安全性,某些方面也需要標(biāo)準(zhǔn)化。Michael Chapman強(qiáng)調(diào)了在運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)的大型芯片上“隔離區(qū)域”的重要性,以防止某個(gè)操作系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)其余部分造成干擾。

盡管已有相關(guān)機(jī)制,但RISC-V社區(qū)仍有進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化的空間。Thomas Schneid承認(rèn)“汽車標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)消失”,但社區(qū)可以“共同努力,避免重復(fù)造輪子,善用現(xiàn)有資源,并從中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)”。

Francesco Rossi認(rèn)為,開放性提供了通過共享方法、軟件和驗(yàn)證策略來“降低成本”的機(jī)會(huì)。然而,考慮到汽車行業(yè)較長的開發(fā)周期和整合風(fēng)險(xiǎn),Pedro López再次強(qiáng)調(diào),需要一種商業(yè)模式,幫助IP供應(yīng)商維護(hù)其安全保障體系,并更快實(shí)現(xiàn)盈利。

歐洲戰(zhàn)略布局持續(xù)推進(jìn)

歐洲企業(yè)正積極推動(dòng)面向汽車需求的RISC-V解決方案落地。英飛凌宣布推出基于RISC-V架構(gòu)的新一代AURIX微控制器系列,標(biāo)志著其戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要一步,也表明其專有的TriCore架構(gòu)將不再繼續(xù)演進(jìn)。

Codasip作為歐洲領(lǐng)先的RISC-V IP提供商,提供可定制且支持功能安全的內(nèi)核,這對(duì)滿足汽車行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。恩智浦也在內(nèi)部使用RISC-V加速器,并參與歐盟的研究項(xiàng)目。

Quintauris致力于推動(dòng)汽車RISC-V的標(biāo)準(zhǔn)化,其中包括RT-Europa規(guī)范。歐盟的《芯片法案》以及“地平線歐洲”計(jì)劃(DARE計(jì)劃撥款2.4億歐元,Rigoletto計(jì)劃撥款8000萬歐元用于RISC-V汽車項(xiàng)目)等舉措,為歐洲RISC-V發(fā)展和技術(shù)自主提供了大量資金支持。

挑戰(zhàn)與未來展望

盡管RISC-V在汽車領(lǐng)域取得了長足進(jìn)展,但與成熟架構(gòu)相比,其軟件生態(tài)仍顯稚嫩。行業(yè)的保守性與競爭格局要求RISC-V必須展現(xiàn)出同等水平的可靠性與長期可行性。過度靈活性帶來的碎片化現(xiàn)象,也需要通過標(biāo)準(zhǔn)化來增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的凝聚力。

雖然目前中國在SDV和RISC-V芯片產(chǎn)量方面處于領(lǐng)先地位,但歐洲在高性能工業(yè)自動(dòng)化和SDV投資方面正逐步受到關(guān)注。Omdia的Edward Wilford認(rèn)為,歐洲擁有“巨大的發(fā)展?jié)摿Α?,并指出由于?duì)靈活、敏捷計(jì)算的需求不斷上升,RISC-V在歐洲的自動(dòng)化與SDV領(lǐng)域擁有廣闊前景。

向SDV的轉(zhuǎn)型極大地推動(dòng)了ISA架構(gòu)在靈活性、可擴(kuò)展性和開放性方面的進(jìn)步,使其能更好地適配不斷演進(jìn)的E/E架構(gòu)。

最終,RISC-V在歐洲汽車領(lǐng)域的崛起不僅僅是一次技術(shù)變革,更是一場關(guān)于創(chuàng)新、韌性與技術(shù)主權(quán)的戰(zhàn)略布局。成功與否,將取決于產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界與政策制定者的持續(xù)協(xié)作,共同構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大、安全、可靠且可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng),平衡開放性與標(biāo)準(zhǔn)化之間的關(guān)系,并解決汽車合規(guī)性背后的現(xiàn)實(shí)財(cái)務(wù)問題。

責(zé)編:Franklin



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