欧洲汽车业一向以开发周期长、生态系统复杂且相对封闭为特点,如今正经历一场深刻的变革。在这一过程中,RISC-V正逐渐成为一项关键技术。
随着软件定义汽车(SDV)、电气化以及高级自动驾驶系统的兴起,整车厂及其供应商对更高性能、更定制化、更安全的处理器需求日益增长。
在此背景下,一种被称为RISC-V的开放标准指令集架构(ISA)正逐渐成为行业关注的核心选项。它不仅有望重塑欧洲半导体产业格局,还有助于应对技术主权等战略挑战。
这场转型也成为最近举行的RISC-V欧洲峰会的重要议题。来自行业的领袖齐聚一堂,探讨如何加速RISC-V在汽车领域的应用。其中一场圆桌讨论的主题是“利用RISC-V加速汽车创新”。该场次由Cortus的Michael Chapman主持,嘉宾包括来自英飞凌科技、Codasip、Resiltech、Quintauris和CARIAD的高管代表。
此外,Omdia汽车领域高级研究总监Edward Wilford也发表了题为“How Automotive and Industrial Designs are Eliminating Boundaries and Creating Opportunities”(汽车与工业设计如何打破界限并创造机遇)的主题演讲。
开放性和控制力成战略重点
一些与会者指出,采用RISC-V并非难事,它代表着向开放性迈进的战略方向。
RISC-V欧洲峰会汽车圆桌会议
英飞凌软件、合作伙伴与生态系统管理高级总监Thomas Schneid解释了公司选择RISC-V的初衷。他表示,英飞凌大约三年前便开始布局这一平台,主要动因是希望“打造一个开放的标准来激发创新”,同时也看到了“超越技术层面的开放标准所带来的更多可能性”。
尽管英飞凌过去以封闭规范著称,但此举标志着其迈出了“开放标准新篇章”的第一步。
对于原始设备制造商(OEM)而言,这种开放性意味着更强的掌控能力,也有助于降低风险。随着SDV的发展,“软件部分将承载越来越多的创新”。
Quintauris(致力于推动汽车行业RISC-V标准化的联盟)董事总经理Pedro López表示,生态系统的反应非常积极,特别是软件社区已经“张开双臂”接纳了Quintauris。底层运行的开放标准显著降低了潜在的技术锁定风险,这也与整个行业朝着更高标准化方向发展的趋势相契合。
OEM厂商越来越强烈地呼吁需要更大的灵活性来“自主选择组件”,避免被单一供应商所限制,从而更好地掌控自身的软件战略。
SDV推动系统整合
向SDV的转变正在从根本上重塑车辆架构。从以往可能包含30到200个分布式电子控制单元(ECU),各自配备专用硬件和软件的体系结构,转向更加集中、整合的架构,把计算能力集中在更少的核心模块中。
这种软硬件解耦的方式,使得添加软件功能包和资源调度变得更加灵活。软件优先的理念带来了意想不到但积极的影响——打破了汽车与工业应用之间的壁垒。
Edward Wilford指出:“这个系统并不在意是用在汽车里还是工业机器人中。”关键考量因素包括安全性、互联性、嵌入式智能和整体可靠性。与其按照行业垂直划分来看待应用场景(如汽车或工业),不如聚焦“功能和部署方式”。
Omdia的Wilford出席RISC-V欧洲峰会
这两个领域都要求“实时处理、毫秒级响应时间以及确定性行为”,并需符合相应的功能安全标准(如ISO 26262、IEC 61508)和信息安全标准(ISO 21434)。如果一个系统能够做到“快速、安全、满足汽车需求”,那么它同样适用于其他许多场景。而人为地划分为不同通道可能会带来“不必要的成本”。
RISC-V所具备的“灵活、可扩展”特性正好契合“敏捷计算”的需求,而这种能力在“几乎所有场景”中都是必不可少的。对于汽车和工业应用来说,敏捷计算至关重要。
Resiltech的Francesco Rossi强调,RISC-V的开放性催生了一个“庞大的生态系统”,知识得以广泛传播,这成为单个企业难以企及的“加速器”。
安全合规不容忽视
汽车行业对功能安全与网络安全的要求极为严苛。拥有丰富汽车电子经验的Codasip高管Maricel Ventura表示,虽然ISO 26262并未强制要求IP核必须通过认证,但提供经过认证的产品有助于建立“良好信誉”,也能增强客户对“高质量、高可靠性产品”的信心。
她指出,汽车行业相对保守,重视“最先进的实现与设计标准”。因此,整个生态系统必须“携手合作”,才能证明RISC-V CPU内核能够与更广泛的软件和工具链有效协同工作。
Francesco Rossi补充道,在“开放环境,尤其是多个软件模块高度交互的情况下”,从“开发者到认证者”的知识共享有助于使解决方案更加“开放、透明、可探索”。这种开放模式,包括设计与验证流程,在“封闭环境下往往难以实现”。
合规成本与可持续生态
尽管技术潜力巨大,但汽车行业的严格标准也带来了不小的财务挑战。Pedro López提到,“认证、安全与网络安全背后存在高昂的成本压力”。虽然软件生态与其他处理器厂商共同发展,但IP核供应商仍面临“巨大的投资压力来完成内核认证,并持续跟进技术创新”。
他们希望能在典型的五至十年汽车开发周期内,在五到七年之内收回投资。López强调,需要一种商业模式,使IP和内核供应商能够在遵循安全标准的同时,不至于“资金耗尽”。如果没有一个“健康的行业生态”和可持续的商业模式,市场最终可能会被整合为仅剩“一两家供应商”,而这将“严重制约未来的创新能力”。
为了保障安全性,某些方面也需要标准化。Michael Chapman强调了在运行多个操作系统的大型芯片上“隔离区域”的重要性,以防止某个操作系统对系统其余部分造成干扰。
尽管已有相关机制,但RISC-V社区仍有进一步标准化的空间。Thomas Schneid承认“汽车标准不会消失”,但社区可以“共同努力,避免重复造轮子,善用现有资源,并从中汲取经验教训”。
Francesco Rossi认为,开放性提供了通过共享方法、软件和验证策略来“降低成本”的机会。然而,考虑到汽车行业较长的开发周期和整合风险,Pedro López再次强调,需要一种商业模式,帮助IP供应商维护其安全保障体系,并更快实现盈利。
欧洲战略布局持续推进
欧洲企业正积极推动面向汽车需求的RISC-V解决方案落地。英飞凌宣布推出基于RISC-V架构的新一代AURIX微控制器系列,标志着其战略转型的重要一步,也表明其专有的TriCore架构将不再继续演进。
Codasip作为欧洲领先的RISC-V IP提供商,提供可定制且支持功能安全的内核,这对满足汽车行业的高标准至关重要。恩智浦也在内部使用RISC-V加速器,并参与欧盟的研究项目。
Quintauris致力于推动汽车RISC-V的标准化,其中包括RT-Europa规范。欧盟的《芯片法案》以及“地平线欧洲”计划(DARE计划拨款2.4亿欧元,Rigoletto计划拨款8000万欧元用于RISC-V汽车项目)等举措,为欧洲RISC-V发展和技术自主提供了大量资金支持。
挑战与未来展望
尽管RISC-V在汽车领域取得了长足进展,但与成熟架构相比,其软件生态仍显稚嫩。行业的保守性与竞争格局要求RISC-V必须展现出同等水平的可靠性与长期可行性。过度灵活性带来的碎片化现象,也需要通过标准化来增强生态系统的凝聚力。
虽然目前中国在SDV和RISC-V芯片产量方面处于领先地位,但欧洲在高性能工业自动化和SDV投资方面正逐步受到关注。Omdia的Edward Wilford认为,欧洲拥有“巨大的发展潜力”,并指出由于对灵活、敏捷计算的需求不断上升,RISC-V在欧洲的自动化与SDV领域拥有广阔前景。
向SDV的转型极大地推动了ISA架构在灵活性、可扩展性和开放性方面的进步,使其能更好地适配不断演进的E/E架构。
最终,RISC-V在欧洲汽车领域的崛起不仅仅是一次技术变革,更是一场关于创新、韧性与技术主权的战略布局。成功与否,将取决于产业界、学术界与政策制定者的持续协作,共同构建一个强大、安全、可靠且可持续的生态系统,平衡开放性与标准化之间的关系,并解决汽车合规性背后的现实财务问题。