隨著RISC-V在嵌入式領(lǐng)域取得了成功，這一指令集開始在其他領(lǐng)域嶄露頭角，包括AI、HPC、汽車等。其中，尤其是汽車領(lǐng)域，被視為RISC-V的下一個戰(zhàn)場。

據(jù)車百智庫汽車產(chǎn)業(yè)研究院報(bào)告顯示，智能座艙和智能駕駛芯片超過80%采用Arm架構(gòu)；海外車用控制芯片普遍采取Arm與自研指令集并行的策略，中國企業(yè)幾乎完全依賴Arm公司的IP核，市場依賴度極高。另據(jù)Omdia報(bào)告顯示，RISC-V未來在汽車行業(yè)的增長速度最快，預(yù)計(jì)年增長率高達(dá)66%。

但Arm的根基那么穩(wěn)固，RISC-V上車會遇到什么技術(shù)難點(diǎn)？目前又有誰在推進(jìn)RISC-V在汽車領(lǐng)域應(yīng)用？本文將逐個盤點(diǎn)。

目前，汽車領(lǐng)域Arm具備非常強(qiáng)的統(tǒng)治力。那么RISC-V又該如何與之爭鋒？

RISC-V指令集架構(gòu)（ISA）核心理念是“自由”，旨在擺脫傳統(tǒng)指令集架構(gòu)授權(quán)的束縛，提供開放且無限制的自由度。作為一種新興架構(gòu)，RISC-V融合了現(xiàn)有架構(gòu)的優(yōu)勢并避免了推廣中的錯誤，無需像x86和Arm一樣，關(guān)注遺留問題。意味著最小的RISC-V功能可以在硅片上以比現(xiàn)有架構(gòu)更小的尺寸實(shí)現(xiàn)。ISA被設(shè)計(jì)成模塊化形式，支持?jǐn)U展基本ISA以支持新功能。

圖源丨百人會車百智庫研究院

開放標(biāo)準(zhǔn)

開放有啥好處？比如Linux創(chuàng)始人僅修改了20行代碼，就使kernel的效率提升了2.6%。

更重要的是，與以太網(wǎng)或WiFi等標(biāo)準(zhǔn)類似，RISC-V被建立為一個不屬于任何一家公司擁有/控制的標(biāo)準(zhǔn)。這提供了減少供應(yīng)商鎖定的機(jī)會，并有助于公司更好地應(yīng)對地緣政治、市場和企業(yè)格局的變化，提高其韌性。

值得注意的是，RISC-V并非“開源（Open Source）指令集架構(gòu)”，而是“開放（Open）指令集架構(gòu)'。雖然只有一字之差，但表達(dá)意思卻“謬之千里”。芯原股份創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民在專訪中向“汽車開發(fā)圈”解釋，“開放”指標(biāo)準(zhǔn)可自由使用，無專利或授權(quán)限制，“開放”這一概念適用對象是規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)（如RISC-V ISA文檔）。而“開源”則指具體實(shí)現(xiàn)代碼公開、允許修改/分發(fā)，需要遵守開源協(xié)議，這一概念適用的對象是實(shí)際代碼/設(shè)計(jì)（如處理器RTL）等。開源可能帶來使用受限制的風(fēng)險(xiǎn)，但開放標(biāo)準(zhǔn)無法被禁止，所以RISC-V對國內(nèi)廠商來說，是值得發(fā)展的。

圖源丨芯原

標(biāo)準(zhǔn)化

RISC-V吸取了過往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在標(biāo)準(zhǔn)化方面投入了大量精力，使公司能夠構(gòu)建一個嚴(yán)格控制的架構(gòu)，其特點(diǎn)是（設(shè)計(jì)上）強(qiáng)制性指令和極少選項(xiàng)。對于正在構(gòu)建一個將運(yùn)行數(shù)萬個軟件包的核心的公司來說，這種嚴(yán)格性是必需的。在RISC-V社區(qū)中，這是通過配置文件來實(shí)現(xiàn)的。

RISC-V社區(qū)通過配置文件（Profiles）實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，例如近期發(fā)布的RVA23版本，它統(tǒng)一了RISC-V 64位應(yīng)用處理器的實(shí)現(xiàn)，并支持向量擴(kuò)展、硬件虛擬化和加密。這些標(biāo)準(zhǔn)指令配置文件確保了跨供應(yīng)商的可移植性和一致兼容性，為軟件開發(fā)者提供了統(tǒng)一的目標(biāo)，從而促進(jìn)了強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展。

定制化

每個人都被授權(quán)定義、實(shí)現(xiàn)和部署具有自定義指令的RISC-V處理器，開辟了探索和創(chuàng)新的新途徑。公司、個人和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)可以使用這些為特定目的優(yōu)化的增強(qiáng)功能來解決特定的系統(tǒng)挑戰(zhàn)，包括網(wǎng)絡(luò)安全、性能和功耗。

“定制化”引出了碎片化的問題，特別是關(guān)于軟件生態(tài)系統(tǒng)，需要行業(yè)牽頭自發(fā)解決這種問題。不過相對的，對于黑盒應(yīng)用程序，定制化又意味著特定功能不會暴露給第三方程序員和程序。

隨著電子電氣架構(gòu)（E/E）不斷集中化發(fā)展，軟件定義汽車（SDV）成為車企一項(xiàng)重要工作。因?yàn)椋?/span>從域集中式架構(gòu)到中央級集中式架構(gòu)，情況會變得越來越復(fù)雜，基礎(chǔ)軟件的重要性越來越重要。基礎(chǔ)軟件在汽車中必須具備可維護(hù)性、功能安全、信息安全、故障隔離、可升級性等多種用途，并為上層應(yīng)用軟件提供通用的平臺化的開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)去硬件化。

RISC-V的一大優(yōu)勢在于其統(tǒng)一的編程方式和工具鏈，無論使用何種性能的處理器——從MCU到CPU再到AI處理器，開發(fā)者都能保持一致的體驗(yàn)。這種統(tǒng)一性極大地提高了軟件復(fù)用性，讓熟悉MCU的開發(fā)者也能輕松進(jìn)行CPU相關(guān)的軟件開發(fā)。

對于汽車制造商來說，全面采用RISC-V技術(shù)將大幅提升產(chǎn)業(yè)鏈透明度，并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和升級上帶來巨大便利。RISC-V在工程成本、軟件成本、復(fù)用性以及對產(chǎn)品技術(shù)的理解和掌控方面表現(xiàn)出色，這與它開放、靈活、標(biāo)準(zhǔn)化的特性相符。我們認(rèn)為，RISC-V是軟件定義汽車時代最合適的指令集架構(gòu)。

此外，RISC-V作為國際標(biāo)準(zhǔn)指令集架構(gòu)，能夠連接這些“孤島”，建立統(tǒng)一的軟件架構(gòu)。其公開標(biāo)準(zhǔn)的特性，不依賴單一IP供應(yīng)商，而是依托全產(chǎn)業(yè)生態(tài)，是其在車規(guī)領(lǐng)域落地的最大前提，有利于巨頭和中立第三方IP公司合作發(fā)力。

圖源丨SiFive

安全性

在汽車應(yīng)用中，處理器的安全性和可靠性至關(guān)重要。RISC-V架構(gòu)從設(shè)計(jì)之初就考慮了安全性，支持硬件級別的安全特性，如內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）和信任根。

此外，RISC-V允許集成高級安全功能，例如故障檢測、錯誤糾正和安全啟動機(jī)制。這些功能對于滿足嚴(yán)苛的汽車安全標(biāo)準(zhǔn)，并有效保護(hù)車輛免受潛在安全威脅至關(guān)重要。同時，RISC-V的開放性也意味著其安全特性能夠持續(xù)得到社區(qū)的驗(yàn)證和改進(jìn)，從而不斷提升整體系統(tǒng)安全性。

雖然說理想很豐滿，但現(xiàn)實(shí)也很骨感。擺在RISC-V面前，就有很多“硬骨頭”要啃。

嚴(yán)苛的車規(guī)認(rèn)證與漫長周期

RISC-V芯片“上車”首要面對的是嚴(yán)苛的車規(guī)認(rèn)證。這包括通過IATF 16949質(zhì)量管理體系認(rèn)證，芯片需獲得AEC-Q100認(rèn)證，模組則需通過AEC-Q104認(rèn)證，同時還必須符合ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)。

這些認(rèn)證流程耗時漫長，使得車規(guī)級芯片的設(shè)計(jì)周期至少比消費(fèi)級產(chǎn)品長1.5倍以上，通常需要兩到三年才能完成。此外，車規(guī)級芯片在溫度、振動和靜電防護(hù)等方面的要求遠(yuǎn)高于消費(fèi)級芯片。在使用壽命方面，車規(guī)級芯片要求供貨超過十年，這需要廠商提供長期的替代品支持。目前，行業(yè)內(nèi)還缺乏完整的車規(guī)認(rèn)證流程和能力，例如AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)雖然允許自行認(rèn)證，但部分廠商可能執(zhí)行不規(guī)范，導(dǎo)致測試結(jié)果不完整，給實(shí)際應(yīng)用帶來困難。

軟件生態(tài)與工具鏈不成熟

RISC-V在汽車領(lǐng)域的軟件生態(tài)相對不完善，是其真正的短板，在應(yīng)用工具鏈和編譯器等方面仍面臨困難。雖然RISE聯(lián)盟和RISC-V國際基金會正在積極推動軟件生態(tài)建設(shè)，且主流Linux和谷歌官方已開始支持RISC-V指令集，但Tier 1供應(yīng)商對RISC-V芯片的AUTOSAR適配仍然偏少，可能需要額外的二次開發(fā)或單獨(dú)適配，增加了車企和供應(yīng)鏈企業(yè)的成本和工作量。

RISC-V與智能駕駛和智能座艙等“強(qiáng)生態(tài)”領(lǐng)域的主流操作系統(tǒng)（如鴻蒙、安卓）進(jìn)行高效適配的難度較大，涉及大量的代碼移植和復(fù)雜的架構(gòu)優(yōu)化，短期內(nèi)難以形成商業(yè)化閉環(huán)。此外，RISC-V不同廠商IP核的碎片化問題也加劇了軟件適配難度，不利于形成規(guī)模效應(yīng)。

潛在的知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)與市場覆蓋不足

RISC-V面臨潛在的專利風(fēng)險(xiǎn)，這可能限制其未來應(yīng)用拓展。盡管RISC-V指令集本身是開放且不受專利限制的標(biāo)準(zhǔn)，但其芯片產(chǎn)品的具體晶體管設(shè)計(jì)和物理實(shí)現(xiàn)可能無法完全繞開現(xiàn)有x86和Arm的專利體系。

這使得RISC-V在實(shí)現(xiàn)層的關(guān)鍵技術(shù)上可能受到現(xiàn)有專利網(wǎng)絡(luò)的束縛。在產(chǎn)品種類與市場覆蓋方面，目前我國基于RISC-V的汽車芯片產(chǎn)品種類不完善，主要集中在中低算力應(yīng)用，難以滿足高性能計(jì)算和智能駕駛等復(fù)雜需求，尚未形成規(guī)?；a(chǎn)品線。IP提供商數(shù)量偏少和周邊IP配套不完善也增加了芯片設(shè)計(jì)難度。

目前，基于RISC-V的芯片主要應(yīng)用于“弱生態(tài)”領(lǐng)域，如車身和底盤控制，這些場景通常對復(fù)雜開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的依賴較少。隨著算力提升和軟硬件支持的完善，RISC-V未來有望擴(kuò)展到“強(qiáng)生態(tài)”領(lǐng)域，如智能駕駛、智能座艙計(jì)算芯片以及云端算力芯片。

目前，RISC-V主要在汽車控制芯片的“弱生態(tài)”場景中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。這些控制芯片對CPU算力要求較低，且與AUTOSAR等操作系統(tǒng)生態(tài)的適配相對容易，已有奕斯偉計(jì)算、國芯科技、芯科集成、先楫半導(dǎo)體等多家企業(yè)推出MCU產(chǎn)品，并成功應(yīng)用于車身控制（如座椅、雨刮、車門、車燈）和車載充電機(jī)領(lǐng)域。

中國汽車制造商在RISC-V技術(shù)應(yīng)用方面展現(xiàn)出積極態(tài)勢：零跑汽車與Stellantis合作，共同開發(fā)了用于入門級高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）控制器的SoC“凌芯01”，采用阿里巴巴旗下平頭哥研發(fā)的RISC-V玄鐵C860內(nèi)核；長城汽車投資的子公司紫荊半導(dǎo)體開發(fā)了RISC-V MCU紫荊M100，這款微控制器將用于車燈和尾門控制，預(yù)計(jì)在今年秋季，紫荊M100將正式搭載在長城汽車的新車型中，并且符合ASIL-B功能安全標(biāo)準(zhǔn)；東風(fēng)汽車也推出了DF30 MCU，該芯片采用40nm車規(guī)工藝，目標(biāo)是達(dá)到ASIL-D功能安全級別。

展望未來，RISC-V有望在車端和云端高性能計(jì)算的“強(qiáng)生態(tài)”領(lǐng)域取得突破。憑借其靈活的IP核定制能力，RISC-V能夠優(yōu)化算子和算法庫，并結(jié)合NPU、加速器等實(shí)現(xiàn)高性能CPU或NPU算力。隨著軟件生態(tài)的不斷完善，RISC-V有望賦能車端智能駕駛和座艙計(jì)算芯片，乃至云端AI芯片，從而在“中生態(tài)”到“強(qiáng)生態(tài)”領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。

比如說，在高性能芯片方面，芯片廠商正研發(fā)應(yīng)用于車身、動力、底盤等領(lǐng)域的高性能RISC-V芯片，瑞薩量產(chǎn)的動力控制芯片RH850/U2B就是其中的代表。

在車端應(yīng)用方面，2025年CES上，Mobileye提出采用RISC-V和AI技術(shù)的ADAS系統(tǒng)。RISC-V系統(tǒng)基于MIPS P8700核心，提供了高性能、低功耗計(jì)算，并利用了RISC-V CMO，支持CPU和AI引擎之間增強(qiáng)的基于硬件的數(shù)據(jù)移動。轉(zhuǎn)向通用開放ISA還將使其客戶能夠加速ADAS軟件開發(fā)，并輔以他們對汽車安全Linux的使用。Mobileye基于RISC-V的產(chǎn)品將于2027年~2029年推出，以取代現(xiàn)有解決方案。他們預(yù)計(jì)到2030年，大部分ADAS系統(tǒng)將基于RISC-V。

在安全芯片方面，英國公司Cerberus已研發(fā)出RISC-V開源內(nèi)核，并結(jié)合定制的加密和密碼管理單元設(shè)計(jì)了安全芯片。這項(xiàng)技術(shù)旨在提高無人駕駛汽車和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)安全防御能力。此外，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能交通系統(tǒng)制定了一系列信息安全標(biāo)準(zhǔn)。

在傳感器方面，目前有一家Tier 1正在開發(fā)一個傳感器融合平臺，包括激光雷達(dá)、攝像頭和雷達(dá)。該公司已創(chuàng)建了自己的硬件加速器，但需要一個引擎，能夠以寬向量的形式將數(shù)據(jù)饋送到加速器中。該客戶決定使用SiFive的X280 RISC-V核心，原因在于其開放架構(gòu)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具的可用性，該處理器是因?yàn)樗С謱捪蛄浚?/span>512位）、用于與硬件加速器通信的緊密耦合端口，以及可用于在加速器和X280之間共享數(shù)據(jù)的高帶寬存儲端口。該系統(tǒng)仍在開發(fā)中，預(yù)計(jì)將于2028/2029年左右出現(xiàn)在車輛中。

在云端方面，RISC-V也非常適合面對AI以及AI大模型等大算力場景。國內(nèi)算能科技基于平頭哥玄鐵RISC-V IP核的服務(wù)器級CPU已出貨；加拿大Tenstorrent公司已將RISC-V IP應(yīng)用在AI芯片領(lǐng)域，在與Arm相同的制程下實(shí)現(xiàn)更高能效比。

圖源丨百人會車百智庫研究院

EDA供應(yīng)商已認(rèn)識到RISC-V的采用趨勢，并確保開發(fā)了專門的工具和流程來支持完整的RISC-V汽車生態(tài)系統(tǒng)。這些工具范圍從全面的驗(yàn)證解決方案到可以構(gòu)成特定RISC-V實(shí)現(xiàn)一部分的補(bǔ)充IP。西門子EDA Ultrasight-V等工具提供了支持解決方案，可以為RISC-V實(shí)現(xiàn)添加高級調(diào)試和跟蹤功能。此功能基于E-trace標(biāo)準(zhǔn)，支持在項(xiàng)目的軟件開發(fā)階段進(jìn)行全面調(diào)試。

圖源丨RISC-V基金會

對汽車行業(yè)而言，“標(biāo)準(zhǔn)化”具有舉足輕重的重要性。因?yàn)樵谄嚦鲂蓄I(lǐng)域，安全始終是核心訴求。“標(biāo)準(zhǔn)化”就能保障出行安全，并實(shí)現(xiàn)卓越可靠、全生命周期零缺陷的高質(zhì)量產(chǎn)品。

英飛凌作為RISC-V標(biāo)準(zhǔn)化的重要推動者，正積極布局RISC-V在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用與生態(tài)建設(shè)。四個月前，英飛凌宣布將引領(lǐng)汽車行業(yè)采用RISC-V，計(jì)劃在未來幾年內(nèi)推出全新的RISC-V汽車微控制器系列，該系列將納入AURIX品牌，擴(kuò)展現(xiàn)有基于TriCore（AURIX TC 系列）和Arm（TRAVEO 系列、PSOC系列）的產(chǎn)品組合。

英飛凌認(rèn)為，RISC-V上車亟需解決的是架構(gòu)多樣化和地域分散造成的“碎片化”問題。盡管開放標(biāo)準(zhǔn)帶來了機(jī)遇，但在配置文件和平臺建設(shè)上仍需謹(jǐn)慎，必須步調(diào)一致地遵循標(biāo)準(zhǔn)，并在眾多生態(tài)系統(tǒng)選項(xiàng)和軟件組件中做出明智選擇，以確保標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的每一步都能通過協(xié)作順利推進(jìn)。

為此，2023年，Infineon、BOSCH、Nordic、NXP、Qualcomm、ST六大巨頭聯(lián)合成立了一家公司Quintauris，旨在成為基于RISC-V兼容產(chǎn)品的單一來源。Quintauris已推出RT-Europa，這是首個專為實(shí)時、安全關(guān)鍵型汽車應(yīng)用量身定制的RISC-V配置文件，旨在實(shí)現(xiàn)低延遲、可預(yù)測的執(zhí)行和高可靠性設(shè)計(jì)，并為汽車系統(tǒng)平穩(wěn)過渡到RISC-V技術(shù)提供支持。值得注意的是，與RISE（RISC-V軟件生態(tài)系統(tǒng)）的定位不同，Quintauris專注于硬件開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化。

此外，英飛凌推出了“虛擬原型系統(tǒng)”（VP），通過與合作伙伴共同完善其底層架構(gòu)，賦能整個生態(tài)系統(tǒng)。

RISC-V要在汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，確實(shí)面臨著不小的挑戰(zhàn)。歸根結(jié)底，這不單是技術(shù)問題，更關(guān)乎安全性與可靠性這一汽車行業(yè)的根本。

目前來看，RISC-V在汽車領(lǐng)域的產(chǎn)品生態(tài)尚處于發(fā)展初期，相關(guān)芯片種類不夠完善，主要集中在對算力要求不高的“弱生態(tài)”應(yīng)用場景。如果汽車制造商急于將這些尚不完全成熟的產(chǎn)品應(yīng)用于關(guān)鍵系統(tǒng)，其潛在的風(fēng)險(xiǎn)將直接影響乘客的生命安全。

從車規(guī)級認(rèn)證的嚴(yán)苛性、軟件生態(tài)的兼容性，到供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性、甚至潛在的知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，都意味著RISC-V在真正“上車”并獲得市場廣泛認(rèn)可前，還有一段漫長的路要走。這不僅需要芯片本身的不斷迭代和驗(yàn)證，更需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同努力，共同構(gòu)建一個成熟、可靠、符合汽車行業(yè)最高安全標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)系統(tǒng)。

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