RISC-V在汽车上的潜力
对于汽车电子产品来说，开发周期长车规认证麻烦已经是业界共识了，这意味着risc-v也不例外，哪怕这个isa正在以迅雷不及掩耳之势渗透进各个行业中。
基于risc-v的车规芯片必须经过aec-q100的可靠性认证，如果是汽车网关之类的芯片还得过iso/sae 21434的网络安全认证。risc-v ip本身也必须通过iso 26262的功能安全认证，软件上要想直接完成平台兼容也必须符合autosar的规范。
在iso26262规范中，控制网关、座舱和一些简单传感器的芯片ip往往需要过asil-b的认证，而实现adas、电池管理和与动力控制等复杂功能的芯片ip则需要更高的asil-d认证。与此同时，随着汽车架构从domain架构慢慢转向计算集中的zone架构迁移，汽车芯片的算力也在提升，因此risc-v ip核在性能上也不能马虎。
以上要求可以看出，车规芯片的设计有多么烦琐，打造一款risc-v车规芯片的第一步，就是选择或设计一款功能安全合规的risc-v ip。好在risc-v上车的进程已经提速，不少厂商都已经准备或布局了iso 26262的处理器ip，帮助ic设计公司解决随机硬件失效、系统失效等安全问题。
晶心科技晶心科技的n25f-se就是这样一款汽车功能安全ip核心，预计今年上半年完成iso 26262 asil-b认证。该ip基于晶心自己的andestar v5指令集架构（兼容risc-v），并采用了32位、5级流水线的设计，集成了单浮点精度/双浮点精度的fpu，指令缓存和数据缓存最高32kb，指令和数据本地内存最高可达16mb。
n25f-se可以看做是n25f的功能安全加强版，引入了不少安全机制。比如利用基于secded的ecc内存保护机制来杜绝数据损坏，在软件上强制实施特权与访问规则来保护物理内存，以及自动检测栈溢出的stacksafe机制等等。
n25f-se原理图 / 晶心科技
晶心科技也为其n25f-se ip在车规上的诸多应用场景做了构想，比如舱内毫米波雷达系统。n25f-se既控制雷达子系统，又作为主机控制器，用于舱内存在监控系统，通过检测人体的头部运动和身体语言来判断驾驶员的疲劳状态。此外，n25f-se也可用于中控的触控与显示驱动芯片（tddi）或是汽车mcu等。
芯来科技芯来除了有着n、nx和ux这一系列完整的商业级ip产品线以外，也在asil-b和asil-d车规功能安全上做了一些安全机制的实现，比如利用软件自测试检测硬件故障，在ilm、dlc、i-cache和系统总线上实现ecc纠错和奇偶校验保护，以及延迟双核锁步的冗余设计等等。
n900发动机ecu主控（asil-d等级）设计方案 / 芯来科技
芯来计划在今年q3到q4左右完成na900（32位）的asil-d认证，并在今年启动na900（32位/64位）和na300（32位）的asil-b认证流程，明年启动na300（32位）的asil-d认证流程。其中300系列为3流水线单发射，900系列为9级流水线双发射的，通过认证后，na900可以说是目前的车规risc-v ip中性能最高的了。
nsitexe日本也有一个专注于设计与开发risc-v ip的公司，那就是日本电装的全资子公司nsitexe。要说risc-v车规产品商用化最快的厂商，还得是他们，nsitexe的risc-v协处理器ip dr1000c早就在去年授权给了瑞萨，并用于瑞萨的汽车mcu rh850/u2b。
dr1000c在该mcu内主要作为矢量扩展，卸载一些计算处理任务来减轻负担，比如ai推理、传感器数据处理等等，其本身已经通过了iso 26262的asil-d认证。不过nsitexe倒也不想局限于dr系列的数据流处理器，毕竟这类处理器主要还是在汽车mcu中作为辅助计算单元，于是也开始推出risc-v的车规cpu ip方案，比如ns31a。
ns31a原理图 / nsitexe
ns31a是一款通用risc-v cpu，基于32位rv32imaf的架构，采用了单发射、4级流水线的设计，可选单浮点精度的fpu。ns31a的指令集缓存大小最高32kb，指令本地内存最高512kb，数据本地内存最高512kb。在功能安全上，ns31a同样集成了存储ecc纠错、双核锁步架构等机制，而且还支持autosar平台所需的特权模式。
设计与验证对于这些risc-v ip设计公司来说，即便其工程师有着资深的汽车市场开发经验，在走向车规认证的道路上，也有不少需要克服的坎，这也就是为何他们不少都选择了与工具厂商合作，尤其是帮助他们完成开发和验证工作的eda厂商，比如新思、imperas、iar systems等等，毕竟这些厂商早在其他isa的车规认证上就已经积累了不少功能安全验证经验和故障模型集，而且这些工具本身也有通过功能安全认证。
由此看来，risc-v也算是享受到了这些红利，能以最快的速度切入汽车这类关键任务的应用。除此之外还有航天航空的do-254/172、工业的iec 61511/61513、医疗的iec 62304、机器人的iec 62061、iso13849等等标准。这也是risc-v作为后起之秀的优势所在，前人走过的老路可以再走一遍，而前人犯过的错却可以规避。
比如过去的设计思路是等到起量后再为已有的核心添加安全机制，然后走功能安全认证，但现在的ip核从设计之初就可以考虑功能安全，是和ppa一样关键的参数。在购买这些通过认证的ip后，除了rtl，ip厂商也会给到一个功能安全包，其中涵盖了安全手册、安全分析报告等文档，辅助使用者在功能安全性上的开发设计。
写在最后综上所述，国内公司在设计汽车芯片时不妨考虑下risc-v，毕竟目前risc-v ip的车规已经纷纷提上日程，接下来就看车规芯片厂商的动作了。固然车规芯片的替代是一个艰巨的任务，且不用说isa架构，就连替代国外厂商都是一个耗时耗力的过程。但就国内市场而言，目前自己设计risc-v ip没有arm那样高额的授权费用，商用ip已经提供了足够的优势，也没有潜在的ip产权风险，或许是时候将目光看向risc-v了。至于risc-v ip厂商们也还有更大的发展空间，比如车机系统的适配、更高的图形性能、做好虚拟化和软件隔离等等，真正释放risc-v在汽车上的潜力。
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在iso26262规范中，控制网关、座舱和一些简单传感器的芯片ip往往需要过asil-b的认证，而实现adas、电池管理和与动力控制等复杂功能的芯片ip则需要更高的asil-d认证。与此同时，随着汽车架构从domain架构慢慢转向计算集中的zone架构迁移，汽车芯片的算力也在提升，因此risc-v ip核在性能上也不能马虎。
以上要求可以看出，车规芯片的设计有多么烦琐，打造一款risc-v车规芯片的第一步，就是选择或设计一款功能安全合规的risc-v ip。好在risc-v上车的进程已经提速，不少厂商都已经准备或布局了iso 26262的处理器ip，帮助ic设计公司解决随机硬件失效、系统失效等安全问题。
晶心科技晶心科技的n25f-se就是这样一款汽车功能安全ip核心，预计今年上半年完成iso 26262 asil-b认证。该ip基于晶心自己的andestar v5指令集架构（兼容risc-v），并采用了32位、5级流水线的设计，集成了单浮点精度/双浮点精度的fpu，指令缓存和数据缓存最高32kb，指令和数据本地内存最高可达16mb。
n25f-se可以看做是n25f的功能安全加强版，引入了不少安全机制。比如利用基于secded的ecc内存保护机制来杜绝数据损坏，在软件上强制实施特权与访问规则来保护物理内存，以及自动检测栈溢出的stacksafe机制等等。
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晶心科技也为其n25f-se ip在车规上的诸多应用场景做了构想，比如舱内毫米波雷达系统。n25f-se既控制雷达子系统，又作为主机控制器，用于舱内存在监控系统，通过检测人体的头部运动和身体语言来判断驾驶员的疲劳状态。此外，n25f-se也可用于中控的触控与显示驱动芯片（tddi）或是汽车mcu等。
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