RISC-V IP對(duì)車規(guī)功能安全的追求

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）在車規(guī)SoC的設(shè)計(jì)上，要想保證車規(guī)認(rèn)證安全達(dá)標(biāo)過關(guān)，就必須從設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)都遵循功能安全設(shè)計(jì)，比如IP、開發(fā)工具等等。比如為了盡快使得汽車芯片獲得ISO 26262認(rèn)證，IP廠商本身在符合ISO26262規(guī)范設(shè)計(jì)的同時(shí)，也會(huì)在通過認(rèn)證后，把診斷分析表格和安全手冊(cè)之類的資料交給授權(quán)方，從而減少他們?cè)O(shè)計(jì)芯片取得ISO26262認(rèn)證的時(shí)間。如今，不少RISC-V IP公司也都相繼推出了車規(guī)級(jí)的安全I(xiàn)P，為RISC-V上車保駕護(hù)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過ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的RISC-V CPU IP，并正式開放授權(quán)。作為一個(gè)CPU IP，N25F-SE采用了32位五級(jí)流水線的設(shè)計(jì)，憑借高主頻和高CoreMarks/MHz的性能，已經(jīng)可以用于汽車應(yīng)用中的嵌入式系統(tǒng)通用控制了。

N25F-SE的出現(xiàn)成功幫助車規(guī)SoC的設(shè)計(jì)減少了成本和功耗，因?yàn)橹恍枰粋€(gè)ASIL-B處理器IP即可，而不用非得使用雙核鎖步的ASIL-D方案。據(jù)了解，該IP公布之初，就已經(jīng)有數(shù)家頭部SoC設(shè)計(jì)公司借助N25F-SE開發(fā)車載應(yīng)用了。

但隨著N25F-SE一同公布，支持DSP擴(kuò)展與位操作擴(kuò)展的另一車規(guī)IP，D25F-SE，原定于今年年初推出，如今已經(jīng)被推遲至今年下半年。在額外擴(kuò)展的支持下，D25F-SE在汽車圖像處理、信號(hào)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)算法上的表現(xiàn)會(huì)更強(qiáng)，同時(shí)也有了做進(jìn)汽車ADAS系統(tǒng)中的機(jī)會(huì)。

Rambus

其實(shí)要只看RISC-V IP的話，早在2020年，Rambus有兩款RISC-V加密核心獲得了車規(guī)認(rèn)證，也就是符合ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)的RT-645和符合ASIL-B標(biāo)準(zhǔn)的RT-640。兩者均是完全可編程的硬件安全內(nèi)核，專為汽車應(yīng)用打造。RT-645和RT-640采用定制的RISC-V孤島式協(xié)處理器設(shè)計(jì)，集成了專用的安全存儲(chǔ)器、高性能加密加速器等。

這類安全內(nèi)核可以作為獨(dú)立的信任根，即作為汽車SoC中的硬件安全協(xié)處理器，由于采用了孤島式設(shè)計(jì)，盡管和用于通用計(jì)算的主CPU處于同一芯片上，卻依然只能通過硬件方式訪問加密模塊、I/O引腳等資源。且雖然兩大內(nèi)核基于定制的32位RISC-V處理器設(shè)計(jì)，但依然可以與Arm、x86、RISC-V的主處理器架構(gòu)兼容。

不過ASIL-B只要求覆蓋90%的單點(diǎn)失效場(chǎng)景（SPFM），如果需要更高的SPFM和LFM（故障指標(biāo)）等級(jí)，比如用于安全氣囊、動(dòng)力轉(zhuǎn)向之類的芯片設(shè)計(jì)，也可以選擇符合ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)的RT-645。

芯來科技

國內(nèi)的芯來科技也早就投入了RISC-V車規(guī)級(jí)IP的開發(fā)，2021年，芯來科技就和中汽研汽車工程研究院達(dá)成了合作，雙方從RISC-V處理器IP功能安全標(biāo)準(zhǔn)以及認(rèn)證等方面全方位合作，從而為國內(nèi)汽車芯片設(shè)計(jì)公司提供實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)芯片功能安全的完整解決方案。

2022年，芯來科技成為“湖北省車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體”創(chuàng)始單位，據(jù)其當(dāng)時(shí)透露功能安全特性的CPU IP已經(jīng)在設(shè)計(jì)驗(yàn)證中，其中就包括NA900、NA300等，而NA900憑借9級(jí)流水線的設(shè)計(jì)，已經(jīng)是RISC-V車規(guī)安全CPU中規(guī)格最高的IP之一了。

芯來科技透露，目前NA900的ASIL-D級(jí)別車規(guī)認(rèn)證工作已經(jīng)在進(jìn)行中，預(yù)計(jì)將在國內(nèi)的頭部客戶的激光雷達(dá)、車載ECU和車載以太網(wǎng)等應(yīng)用上導(dǎo)入設(shè)計(jì)，相信認(rèn)證工作完成后，芯來科技將為車規(guī)芯片設(shè)計(jì)提供更高的性能和ASIL-D的安全優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步縮短車規(guī)芯片獲得功能安全認(rèn)證的時(shí)間。

小結(jié)

無論是作為安全協(xié)處理器還是作為主CPU，RISC-V在汽車功能安全I(xiàn)P上的勢(shì)頭已經(jīng)不容小覷。如果說此前RISC-V在IoT領(lǐng)域的爆發(fā)是商業(yè)化的伊始，那么逐漸切入的汽車、工業(yè)控制領(lǐng)域就是RISC-V商業(yè)化的拐點(diǎn)。