在全球半導體產業鏈加速重構、核心技術自主化呼聲高漲的背景下,作為芯片技術的核心要素之一,指令集架構正經歷著深刻的變革與重塑。其中,RISC-V 以其開源、靈活的特性,正在成為芯片技術自主創新的新關鍵戰場,亦為全球芯片產業帶來了新的發展機遇與活力。國芯科技作為國內半導體行業的重要參與者,敏銳地捕捉到了RISC-V 架構所蘊含的巨大潛力,積極投身于技術的研發創新與產業應用,在這片充滿機遇與挑戰的領域中不斷探索前行。

?開源勁風正起,解鎖RISC-V架構創新潛能

?RISC-V是一個全球性的開放標準,自誕生以來便吸引了全球眾多芯片設計企業、開發者以及科研機構的廣泛關注與積極參與,可以滿足從嵌入式到高性能計算各種不同的算力需求場景,為創新提供了廣闊的空間。

?近年來,RISC-V 生態系統呈現出加速發展的態勢。中國工程院院士倪光南近日指出,“RISC-V芯片未來在消費級PC、自動駕駛、網絡通訊、工業控制、智能設備以及高性能服務器等領域的市場占有率將超過25%,成為全球半導體產業不可忽視的中堅力量。”

?基于對CPU領域的深刻洞察,國芯科技早于2017年便選擇擁抱 RISC-V 架構,基于開源RISC-V開發自主C*Core CPU,并將其視為實現技術突破與拓展產業應用的重要契機之一。

?底層技術驅動,RISC-V架構CPU成果豐碩

?作為嵌入式CPU芯片設計上市公司,CPU內核的設計始終是國芯科技研發的根基與重點。懷抱著強大的決心,并以擁有自主知識產權的C*Core CPU核為基礎,國芯科技持續投入RISC-V架構研發,取得了豐碩成果。

?面向物聯網應用,國芯科技已開發出極低功耗的CRV0和CRV4架構。企業又在CRV4基礎上,發展了獨特的自主可控嵌入式CPU微架構設計技術:面向汽車電子和工業控制的實時應用,針對電機控制應用擴展了DSP指令,設計實現了CRV4E;面向面積要求更高的場景,裁剪出了CRV4L;對標國外的Cortex-M4雙核鎖步版本,完成了帶功能安全的CRV4H處理器研發,性能超越M4,且帶有全國產化的生態和開發環境。

?面向運算密集的高性能運算場景,國芯科技開發出了CRV5。CRV5專為計算密集型場景的MCU和SoC而設計。

?面向高性能多核應用,國芯科技成功推出了自主設計的 CRV7 多核處理器。CRV7對標國外的Cortex-A55,其性能超越A55;具備高性能、低功耗、高安全性,工作頻率最高可達 1.5GHz,能夠為各類復雜應用提供強大的計算能力支持。

?近年來,為滿足AI技術的發展需要,國芯科技開展了基于RISC-V指令架構的神經網絡擴展指令集架構研究,形成神經網絡處理器專用指令集,能夠支持神經網絡算法的加速處理,并用于CRV4AI和CRV7AI處理器的實現中。

?“性能+安全”雙重賦能,RISC-V芯片拓展市場版圖

?在芯片產品布局上,國芯科技基于RISC-V架構的嵌入式芯片產品線豐富多元。

?1、硬核實力,安“芯”守護

?在信創和信息安全領域,國芯科技發揮深厚的專業實力,利用RISC-V打造產品“性能+安全”的雙重優勢,為行業客戶提供優質的安全芯片解決方案。

?國芯科技的RISC-V架構芯片所實現的應用多種多樣。智能穿戴eSIM、版權保護、智能門鎖安全、ETC OBE-SAM、燃氣表安全SE和直播星SE等物聯網場景里,CCM3310S-L、CCM3310S-LP安全芯片已實現規模化應用和出貨。CCM3310系列芯片基于C*Core的CRV0 CPU內核研發,采用了40nm EFlash工藝設計,內置高安全防護機制,支持多種國際算法和國密算法,安全等級達到國家密碼管理局商用密碼檢測中心《安全芯片密碼檢測準則》第二級要求。芯片同時具備高安全性、超低功耗和小尺寸等特點,堪稱“又小又強”。

?另外,國芯科技使用CCM3310S-LP開發的Qi鑒權芯片已通過WPC(無線充電聯盟)審查,其全資子公司天津國芯科技有限公司已正式成為WPC的MCSP供應商,可為無線充電設備制造商提供包括芯片硬件、Qi固件、開發工具包(SDK)、Qi產品單元證書申請、證書預置等完整解決方案,以服務充電設備廠商實現Qi鑒權功能的快速集成和量產。

?作為國內領先的云安全芯片廠商,國芯科技最新已完成設計和正在流片驗證的極高性能云安全芯片CCP917T亦是基于自主 RISC-V 架構的 CRV7 多核處理器設計,料將適用于人工智能、云計算安全、網絡安全和運營商核心網應用。根據公開資料,該芯片的主處理器CRV7AI,帶有四個CRV7微內核,并融合了神經網絡計算的AI協處理單元,可以適應更多高性能計算、高性能處理和人工智能推理等復雜應用場景;芯片帶有高性能安全引擎(SEC),支持 AES/SHA/RSA/ECC 等國際商用密碼,也支持SM2/SM3/SM4等國密算法,可以適用于各種對安全、性能和穩定性要求高的場合,具有較大的產品應用覆蓋面。

?在信息化乃至未來的智能化時代,國芯科技的密碼芯片作為信息安全的核心技術,將憑借其強大的加密能力、密鑰管理機制和防攻擊設計,為時代的數據安全注入更加強勁“芯”動力。

?2、雙“核”協同,智驅未來

?使用“RISC-VCPU+ AI NPU”方案,國芯科技在工業控制與汽車電子的應用領域正以創新思維和獨特亮點翻開新的篇章。

?(1)工業控制

?在工業控制領域,國芯科技基于自身RISC-V 架構已推出兩款AI MCU芯片CCR4001S 與 CCR7002。

?CCR4001S是基于RISC-V指令架構CRV4H CPU核的端側AI芯片,內置NPU,專注于端側AI應用,主打低功耗與高性能的結合。CCR4001S通過使用“RISC-V CPU + AI NPU”的雙核方式,能夠應對工業電機控制和能耗優化、環境感知等復雜任務,為端側設備的智能化升級提供了強大動力。

?而CCR7002則劍指更廣泛的AI應用,它集成了高性能SoC芯片子系統與AI芯片子系統,擁有豐富的接口資源、支持對多種深度學習算法,亦擁有完善的安全引擎,能夠同時處理復雜任務和深度學習算法。AI MCU通過將計算和推理能力推向離數據源更近的位置,實現更快速、更安全的數據處理、異常檢測和預測性維護,有望在工業控制、能量控制、樓宇控制、智慧交通等領域等應用場景中實現突破。

?自主AI MCU芯片的成功研發,標志著國芯科技在RISC-V與AI技術融合應用方面走在了行業前列,為公司開拓智慧端側、智能控制等新興市場奠定了堅實基礎。

?(2)汽車電子

?在企業重點發展的汽車電子芯片領域,市場正呈現出明顯的開源架構應用突破、創新驅動加速、國產替代從低端產品向中高端產品延伸的特點。RISC-V架構用于芯片設計長于靈活定制、高性能、低功耗,十分契合新能源汽車智能化時代的芯片需求。

?國芯科技結合了客戶產品應用需求、AI技術發展趨勢和自身CPU技術設計積淀,已啟動首顆基于RSIC-V架構的車規級芯片設計開發。CCFC3009PT是面向汽車智能駕駛、跨域融合和智能底盤等領域應用而設計開發的高端域控MCU芯片,芯片適應汽車電子域控器的高算力、高速通信、功能安全和信息安全處理等應用場景。芯片采用高性能RISC-V多核架構,融合神經網絡計算的AI協處理單元,在主頻、功耗、面積和性價比等綜合性能方面或將具備行業先進水平,有望實現對目前在智能座艙和自動駕駛領域大量應用的英飛凌TC397和瑞薩U2A16芯片的國產化替代。

?隨著汽車智能化、電動化的快速發展,車規級芯片市場需求呈現爆發式增長。國芯科技的這一舉措,有望填補國內在該領域的部分空白,推動我國汽車電子產業的自主可控發展。

?攻堅克難砥礪奮進,RISC-V賽道未來可期

?一路走來,國芯科技憑借著創新與堅持在RISC-V領域穩步前行。從最初敏銳洞察RISC-V架構的潛力、果斷進行戰略布局,到后續在關鍵技術上持續發力,攻克一道道難關,面對市場的挑戰,國芯科技正在交出自己的答卷。

?未來,隨著RISC-V生態系統日益完善、應用邊界不斷拓展,疊加人工智能等新興技術如洶涌浪潮加速融入各個領域,國芯科技或將擁有更多的發展機遇。

來源/信陽新聞網