RISC-V與等待多時的汽車市場

汽車作為半導體當下最火熱的賽道，成了幾乎所有半導體公司都想要開辟的市場。但車規認證周期長和供應鏈等問題，導致了產品發布頻率高卻少見實物的現象。也正是這些原因，不少人都認為RISC-V作為新興架構，估計還要醞釀一段時間才能邁入汽車市場。然而事實上，RISC-V已經開始在其中嶄露頭角了。

瑞薩RH850/U2B

作為汽車半導體巨頭之一的瑞薩，近年來在RISC-V上可謂動作頻頻，先是在去年宣布采用晶心科技32位RISC-V CPU內核IP用于其預編程的ASSP（專用標準）產品，隨后在今年4月宣布與SiFive合作，借助SiFive的RISC-V核心IP授權打造面向汽車的半導體方案。

不過2022年將至，瑞薩反倒是率先借助日本半導體公司NSITEXE推出了集成RISC-V協處理器的汽車MCU RH850/U2B。基于28nm制程的RH850/U2B集成了8個400MHz的G4MH CPU核心，主打高性能、高能耗比和免干擾，適用于區域控制ECU、域控制ECU、通信網關和車輛運動應用。

RH850/U2B原理圖 / 瑞薩

不過該MCU上最大的特色就是來自NSITEXE的DR1000C，一個基于RISC-V的并行協處理器。NSITEXE是從日本電裝拆分出來的半導體IP公司，致力于數據流處理器（DFP）的開發。據NSITEXE聲稱，DR1000C是首個達到ISO26262 ASIL D安全要求等級的RISC-V處理器，也從SGS-TüV獲得了對應認證。可能也正是因為車規認證和上市時間的考量，瑞薩選擇率先以這顆MCU打入RISC-V市場。

DR1000C已經具備向量擴展，加上多線程機制的助力，非常適合作為協處理器來卸載汽車MCU的重度運算負載，比如實時建模和傳感器數據處理等。通過加入DR1000C，MCU可以處理模型預測控制等高級算法，用于滿足歐洲EU7排放法這類的環保條約。

耐能KL530

除了區域控制和域控制外，自動駕駛也是壓在汽車芯片肩上的高要求應用之一。多傳感器融合、自動預警對汽車芯片的算力提出了極高的要求，RISC-V雖然已經在相關的AI加速器領域成績斐然，但汽車市場上又表現如何呢？

專注于AI SoC開發的初創企業耐能，也在今年11月發布了基于RISC-V的自動駕駛芯片KL530。耐能的第一代SoC KL520采用了雙Cortex-M4的CPU架構，一個用于系統控制，一個用于AI協處理器，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邊緣AI場景。

KL530 / 耐能

而KL530采用了異構配置，以一個Cortex-M4用于系統控制，換用RISC-V核心來作為AI協處理器，并換上了算力更高的KDP530 NPU。KDP530支持INT4的精度下，更是可以在該精度下實現最高1 TOPS的算力，在常見的Mobilenet和Resnet 50等AI模型中，KL530的性能可以達到KL520的10倍，而平均功耗只有500mW，這對于極度追求能耗比的自動駕駛應用來說，可以說是理想的AI芯片了。

不過KL530的NPU并不單單是靠其本身實現如此高的性能的，它還集成了一個3MP的ISP，進一步增強了高動態范圍圖像處理的能力，通過AI調整優化來完成機器學習和3D識別，而這顆RISC-V協處理器則用于NPU的預處理和后處理，足見RISC-V在AI協作負載中的優勢。

根據耐能的說法，未來10年是L1和L2級自動駕駛汽車出貨量猛增的時間節點，這顆KL530足以為該等級范圍內的自動駕駛汽車賦能。據悉KL530將發布兩個版本，一個用于汽車后裝市場，為L0汽車賦予L1或L2級的自動駕駛；另一個則是車規認證的前裝芯片版本，直接內置于車輛中，耐能也已經與豐田開展合作，未來將其ADAS技術推向市場。

小結

雖然以上產品證明了汽車半導體市場陸續出現了RISC-V的身影，不過也可以看出RISC-V在汽車芯片中多是作為協處理的面貌出現，真正完全基于RISC-V的汽車芯片尚在布局當中。隨著車規認證流程與認證工具的進一步優化，加上RISC-V在相關擴展上的推進，相信不久后RISC-V的汽車芯片也將呈現井噴之勢。