在地緣政治割裂全球化的時代，RISC- V正讓我國汽車芯片走出IP授權(quán)和自研門檻高的圍城；與此同時，開源芯片也將帶動開源軟件，特別是操作系統(tǒng)的開源，這對于打造開源、開放的智能汽車生態(tài)也是一個意外之喜。
在電子電氣架構(gòu)走向中央計算時代的今天，電子電氣架構(gòu)對新汽車的重要性不言而喻，是汽車正常運(yùn)行不可或缺的生命線，也決定了一款車型電動化和智能化的上限。智能汽車的下半場，正讓“輪子上的計算機(jī)”向“輪子上的高性能計算平臺”邁進(jìn)，它需要囊括的已不只是被動安全，而是更廣闊的智能化場景。軟件定義汽車的新方向下，衍生的一個新趨勢是，RISC-V正在大舉進(jìn)軍汽車。中國工程院院士倪光南在6月18日重慶舉行的第三屆中國汽車芯片高峰論壇上表示：“RISC-V是我們信息領(lǐng)域芯片的關(guān)鍵核心技術(shù)，采用開源模式的一種新的技術(shù)。所以它能夠有力的推動新的技術(shù)產(chǎn)業(yè)和新模式、新動能的創(chuàng)新發(fā)展。這樣就可以對于新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展起很大的推動作用?！?/span>軟件開源生態(tài)的魅力在于，不同的開發(fā)者和企業(yè)在開源生態(tài)中都可以共同參與、貢獻(xiàn)和改進(jìn)。
在歷史與未來的交匯點(diǎn)上，開源生態(tài)是給正在經(jīng)歷大變革的汽車工業(yè)走向新汽車時代的一把鑰匙。2007年，德爾福(DELPHI)首先提出E/E架構(gòu)的概念，具體就是在功能需求、法規(guī)和設(shè)計要求等特定約束下，將汽車?yán)锏膫鞲衅?、中央處理器、電子電氣分配系統(tǒng)、軟件硬件通過技術(shù)手段整合在一起——通過這種結(jié)構(gòu)，將動力總成、傳動系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)等信息轉(zhuǎn)化為實際的電源分配的物理布局、信號網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、診斷、電源管理等電子電氣解決方案。經(jīng)過近20年時發(fā)展，今天模塊化和集成化已經(jīng)完成，隨著SOC芯片算力的迅速增長，已經(jīng)演進(jìn)到域集成的階段。分布式架構(gòu)的極限只能達(dá)到L2級別的自動駕駛能力正成為共識，因而分布式架構(gòu)注定將成為歷史。今天，智能座艙和自動駕駛需要更多的ECU和傳感器，但分布式EEA已經(jīng)到達(dá)瓶頸，算力和總線信號傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，因此必須引入搭載更高性能車規(guī)級芯片的域控制器、車輛以太網(wǎng)和集中式EEA。
SOC主控芯片是域控制器的核心，自動駕駛的等級從L1到L5，每提高一個級別，算力需求就需要增加數(shù)十倍。近年來國內(nèi)有眾多芯片企業(yè)進(jìn)軍汽車芯片領(lǐng)域，但是在高算力的汽車芯片領(lǐng)域，自主可控能力明顯不足。我國本土市場仍然被高通、英偉達(dá)等海外公司占據(jù)，大部分中國汽車芯片企業(yè)的主力產(chǎn)品還停留在MCU上。與此同時，包括操作系統(tǒng)、中間件、虛擬機(jī)、芯片驅(qū)動軟件等基礎(chǔ)軟件，成為軟件定義汽車時代中不可或缺的中堅力量。德國華人汽車工程師協(xié)會副會長兼秘書長秦玉學(xué)表示：“基礎(chǔ)軟件的重要性不斷提高，基礎(chǔ)軟件包括操作系統(tǒng)、中間件、虛擬機(jī)、芯片驅(qū)動軟件，核心作用就是高效調(diào)配硬件資源來處理上層應(yīng)用軟件傳達(dá)下的任務(wù)，基礎(chǔ)軟件是異架構(gòu)從簡單走向復(fù)雜的必然產(chǎn)物，傳統(tǒng)控制功能不需要操作系統(tǒng)，只需要單任務(wù)功能控制就可以?！?/span>他同時表示，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)軟件在汽車中還必須具備可維護(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，實現(xiàn)去硬件化。目前，市場正處于從過去的分布式EE架構(gòu)邁向域集中式EE架構(gòu)的轉(zhuǎn)變過程中，預(yù)計到2025年，將徹底開啟中央+區(qū)域計算的EE架構(gòu)時代。這同時對芯片和汽車操作系統(tǒng)提出了更高的要求。特斯拉是將開源模式和開發(fā)者社區(qū)思維首次大規(guī)模引入汽車產(chǎn)業(yè)的攪局者，但今天擁抱開源已經(jīng)不僅僅是特斯拉的專利。我國汽車操作系統(tǒng)和車載芯片產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，自主創(chuàng)新能力不足，但今天入局者眾多，產(chǎn)業(yè)高度繁榮，不過問題是各企業(yè)在開發(fā)過程中存在大量基礎(chǔ)性的重復(fù)工作。這會導(dǎo)致一個嚴(yán)重的問題：每一個車廠所開發(fā)的系統(tǒng)，如果都不兼容，將會造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。當(dāng)一套車控操作系統(tǒng)采用開源架構(gòu)時，所有開發(fā)者在開源社區(qū)里就可以共同研發(fā)，共同投入，各個不同的主機(jī)廠可以基于自主需要開發(fā)不同的獨(dú)立體系。賽力斯汽車總裁何利揚(yáng)表示：“從車企角度而言，我們當(dāng)然希望出現(xiàn)類似于安卓這樣的平臺，如果有類似這樣的平臺，對主機(jī)廠而言作用顯著?！?/span>同時，開源將會吸引了更多開發(fā)者和開發(fā)公司參與，從而加速適配過程中的技術(shù)創(chuàng)新。目前我國汽車軟件人才相對匱乏的狀況，也可以借助開源得到改觀。不過汽車軟件開源不同于傳統(tǒng)的軟件開源，汽車與人的生命安全相關(guān)，是個以安全為核心核心的特殊產(chǎn)品，所以簡單地將軟件開源的原則引入汽車軟件開源面臨很多困難。何利揚(yáng)認(rèn)為：“我的理解一定要結(jié)合行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，在當(dāng)前趨勢下，可能跟芯片，生態(tài)，尤其跟主芯片相應(yīng)智能生態(tài)的結(jié)合，加上產(chǎn)業(yè)的力量進(jìn)行組合，才更有可能。中國缺的不是軟件人才，而是對軟件的價值認(rèn)可。”如果主機(jī)廠用了A供應(yīng)商的開源系統(tǒng)，但車并沒有變得更好，那就必然不會再用。開源的核心是建立在通用化平臺的基礎(chǔ)上，打造個性化差異獲得用戶對自己商品的喜愛。當(dāng)然，隨著技術(shù)進(jìn)化，開源必然也面臨商業(yè)利益平衡分配的問題。不能否認(rèn)，當(dāng)前車企進(jìn)入智駕競爭白熱化的階段后，卷的行為開始變形。一些車企在供應(yīng)商費(fèi)勁心血做好開源技術(shù)方案后，就一腳把供應(yīng)商踢開，然后自己去做垂直整合。最后，再向投資人和消費(fèi)者美其名曰的說：“瞧，這是我們自己全棧研發(fā)的技術(shù)能力體現(xiàn)?！?br style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>那怎么防止開源邁入體系之爭、生態(tài)之爭的現(xiàn)象發(fā)生？
何利揚(yáng)認(rèn)為：“先開源的方向要放在車載操作系統(tǒng)部分，首先解決車內(nèi)的問題。這樣難度會小很多，一旦大類開源就很麻煩，涉及芯片、操作系統(tǒng)，智能生態(tài)就會很復(fù)雜?！?/span>開源對汽車的價值不言而喻，但仍舊有很多核心問題沒有解決。比如說域和域之間算力分配、動態(tài)分配、架構(gòu)里面的安全性設(shè)計等。如果希望在短時間把問題解決，那就需要一個開放透明的開發(fā)者社區(qū)，吸引更多開發(fā)者一起討論解決這些核心問題。開源,讓每一家車企都具備成為科技屬性公司的可能性同時，卻也拔高了信任體系和商業(yè)道德的防線。我們所說的芯片開源，一般是說這個指令集是開源的，即大家都能用這個指令，但像過去傳統(tǒng)的X86、ARM架構(gòu)并不開源，一旦用它們指令是意味要獲取它的授權(quán)，需要支付授權(quán)費(fèi)用。
大概在十多年以前，加州伯克利分校Patterson教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊發(fā)布了這樣一個采用開源模式的新架構(gòu)，任何人、任何機(jī)構(gòu)都可以使用，無需授權(quán)，極易商業(yè)化，也可以變成自己的產(chǎn)品，但很重要的條件是，要保持原來開源模式。倪光南說：“我國從事軟件開源的人數(shù)僅次于美國，居第二位，開源能夠達(dá)到的共享，以及規(guī)模都是世界第一。當(dāng)然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，中國要從開源大國向開源強(qiáng)國發(fā)展?！?/span>早些年，“選X86還是選ARM？”這是芯片在設(shè)計之初大家討論的首要問題之一。從商業(yè)模式來說，X86是封閉的指令架構(gòu)，適合PC端的高性能計算，功耗最高，供應(yīng)商主要為英特爾和AMD，基于架構(gòu)開發(fā)芯片并且售賣；Arm架構(gòu)是由Arm公司研發(fā)，適用于移動通訊領(lǐng)域，擴(kuò)展性不及X86但能耗居中，基于架構(gòu)再開發(fā)處理器核出售給芯片設(shè)計公司。RISC-V是目前市面上主流架構(gòu)中，并不由某一家公司所主導(dǎo)的芯片架構(gòu)，多用于智能穿戴設(shè)備，指令精簡，沒有歷史包袱，功耗也最低。所以這意味著編譯器可以更容易地生成高效的機(jī)器代碼，使得程序更容易優(yōu)化，并且更容易移植到不同的RISC-V處理器上。通常，設(shè)計一個芯片，比如14納米要上億美元的研發(fā)，而現(xiàn)在用開源，大力度降低了成本。使得中小企業(yè)都可以設(shè)計芯片，不再是大公司的獨(dú)有。但大家最關(guān)心的還是，對于芯片供應(yīng)商、一級供應(yīng)商和OEM而言，RISC-V在汽車行業(yè)有哪些優(yōu)勢？其一，RISC-V提供高性能效率。另一個好處是它能夠?qū)崿F(xiàn)最先進(jìn)的、具有低延遲和模塊化ISA的全新設(shè)計。這種靈活性允許CPU ISA中的緊湊狀態(tài)，從而促進(jìn)特定領(lǐng)域功能的創(chuàng)新。定制選項比比皆是，可實現(xiàn)可擴(kuò)展且靈活的設(shè)計。
其二，RISC-V提供出色的價格、性能、面積 (PPA)，其架構(gòu)可從MCU 無縫擴(kuò)展到數(shù)據(jù)中心應(yīng)用程序。此外，RISC-V還提供靈活的商業(yè)模式。RISC-V ISA優(yōu)先考慮安全性，包括內(nèi)存保護(hù)、硬件強(qiáng)制隔離（如可信執(zhí)行環(huán)境 (TEE)）、虛擬化，甚至加密指令等功能。
其三，對于OEM和Tier-1，RISC-V提供多源和供應(yīng)鏈安全性，提供第二個 CPU ISA選項。RISC-V是一種開放的 ISA，這意味著它提供了豐富的生態(tài)系統(tǒng)和豐富的獨(dú)立資源可供利用。這促進(jìn)了價值鏈內(nèi)的垂直整合，通過擴(kuò)展RISC-V產(chǎn)品實現(xiàn)差異化和創(chuàng)建有競爭力的解決方案。此外，RISC-V ISA 符合功能安全和安全標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)SHD Group RISC-V 市場報告，RISC-V 預(yù)計 2018 年至 2025 年復(fù)合年增長率為 146.2%。隨著輔助駕駛技術(shù)向L3、L4、L5級別邁進(jìn)，汽車芯片需要處理的數(shù)據(jù)量將呈幾何倍數(shù)增長。未來的芯片將更為強(qiáng)大，能夠支持更復(fù)雜的決策邏輯和更高的數(shù)據(jù)處理能力。對于芯片制造商來說，提供高性能、低功耗和高集成度的ADAS芯片將成為關(guān)鍵。此外，與車載傳感器、攝像頭等設(shè)備的融合也為芯片設(shè)計帶來新的機(jī)會。目前，國際一些知名的廠商，比如高通、博世、英飛凌、NXP這些汽車芯片廠商聯(lián)合宣布，將成立一家RISC-V公司，并以汽車市場為首個發(fā)力點(diǎn)。總的來說，未來作為主流CPU可能出現(xiàn)三種主要架構(gòu)，X86、ARM以及新的RISC-V。據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Semico Research《RISC-V 市場分析：新興市場》報告預(yù)測，到 2025年，全球 RISC-V架構(gòu)芯片數(shù)量將達(dá)到624億顆。但倪光南認(rèn)為，中國的RISC-V，特別是在智能汽車領(lǐng)域的發(fā)揮下，完全有可能承擔(dān)起新的功能。在地緣政治割裂全球化的時代，RISC- V正讓我國汽車芯片走出IP授權(quán)和自研門檻高的圍城；與此同時，開源芯片也將帶動開源軟件，特別是操作系統(tǒng)的開源，這對于打造開源、開放的智能汽車生態(tài)也是一個意外之喜。
華為發(fā)布盤古大模型5.0 2024-06-24 11:17
微博CEO首曝享界S9乘坐體驗：舒適性、售價超越傳統(tǒng)豪華轎車，純血鴻蒙將上車 2024-06-22 21:50
廣汽埃安宣布，泰國即將新增6座快充站 2024-06-24 11:29
京公網(wǎng)安備 11010502038466號
關(guān)注官方微信
