瑞薩作為MCU大廠之一,尤其是在汽車領(lǐng)域,經(jīng)過多年的積累與開發(fā),旗下已經(jīng)有了多條MCU產(chǎn)品線。在32位MCU上,有基于自研CISC內(nèi)核的RX系列,也有基于Arm Cortex-M架構(gòu)的RA系列。即便如此,瑞薩還是決心開拓第三條產(chǎn)品線,而且是基于RISC-V架構(gòu)。
其實(shí)瑞薩很早就開始RISC-V相關(guān)的布局了,比如2021年推出的汽車控制域管理MCU RH850/U2B,就集成了來自NSI-TEXE開發(fā)的MIMD加速器核心,基于RISCV架構(gòu)的DR1000C。
DR1000C不僅取得了ISO 26262 ASIL D級別的認(rèn)證,憑借其并行處理器的特性,可以幫助MCU卸載一些繁重的計(jì)算工作,比如模型預(yù)測控制、AI推理以及傳感器數(shù)據(jù)處理等等,不僅適合工業(yè)自動化設(shè)備,也很適合用于汽車MCU中輔助雷達(dá)或其他傳感器的融合計(jì)算。
除此之外,瑞薩也與晶心科技達(dá)成合作,繼續(xù)推出了用于特定市場的RISC-V產(chǎn)品,比如集成了RISC-V核心的ASSP和MPU產(chǎn)品,包括基于RISC-V的電機(jī)控制ASSP MCU,以及64位的RZ/Five,前者主要用于工業(yè)控制、人機(jī)交互等場景,而后者則主要用于網(wǎng)關(guān)控制。
在RISC-V上,瑞薩不僅選擇了授權(quán)第三方內(nèi)核,也有了自研內(nèi)核的野心,為其通用MCU再度開辟一條可選產(chǎn)品線。2023年11月30日,瑞薩宣布推出第一代32位RISC-V CPU內(nèi)核,計(jì)劃面向物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子、醫(yī)療保健和工業(yè)系統(tǒng)打造一個(gè)全新的開放靈活平臺,也作為其已有RX系列和RA系列的補(bǔ)充。
瑞薩自研RISC-V內(nèi)核 / 瑞薩
作為其首個(gè)自研RISC-V內(nèi)核,其CoreMark/MHz達(dá)到了3.27,要低于此前用到的晶心科技N22核心,也低于其自研的RXv1核心。由此看來其首個(gè)自研RISC-V核心的規(guī)模并不高,主要用于超低功耗的MCU設(shè)計(jì)。
近日,瑞薩也發(fā)布了基于該自研內(nèi)核打造的首個(gè)通用32位RISC-V MCU,R9A02G021,正是一款超低功耗的48MHz MCU產(chǎn)品。R9A02G021集成了128KB代碼閃存,4KB數(shù)據(jù)閃存,以及16KB的SRAM和豐富的IO。在開發(fā)工具上,瑞薩的e2 studio依然為R9A02G021提供了IDE支持,除此之外,IAR和SEGGER也迅速跟進(jìn)了對這一MCU的開發(fā)支持。
即便有了新的RISC-V內(nèi)核,并不代表瑞薩會放棄其他產(chǎn)品線的后續(xù)開發(fā),從其路線圖規(guī)劃上可以看出,無論是RL78、RX、RA系列,瑞薩都有產(chǎn)品擴(kuò)充和增強(qiáng)的計(jì)劃,以實(shí)現(xiàn)更高的性能和集成度,并加入一定的AI/ML功能。與此同時(shí),瑞薩或許也會在未來開發(fā)更高規(guī)格的RISC-V內(nèi)核,用在更高性能的RISC-V MCU設(shè)計(jì)上。
高通:率先發(fā)力可穿戴和汽車
高通作為Arm陣營的堅(jiān)定擁護(hù)者,這些年也在慢慢向RISC-V傾斜一部分開發(fā)資源。在2022的RISC-V全球峰會上,高通高管宣布,早在2019發(fā)布的驍龍865 SoC中,高通就已經(jīng)將RISC-V用到了微控制器的設(shè)計(jì)中,并已經(jīng)出貨了上億個(gè)RISC-V核心,盡管高通并未透露后續(xù)的驍龍手機(jī)SoC是否繼續(xù)沿用這一設(shè)計(jì),但已經(jīng)足以說明這家手機(jī)芯片大廠對于RISC-V的重視了。
去年一則與RISC-V相關(guān)的新聞相信不少人都已經(jīng)看過了,那就是高通聯(lián)合博世、英飛凌、恩智浦、Nordic幾家大廠,共同成立了一家名為Quintauris的RISC-V初創(chuàng)企業(yè)。該公司的目標(biāo)是通過支持下一代硬件開發(fā)來推動RISC-V在全球的普及,也就是加速RISC-V架構(gòu)產(chǎn)品的商業(yè)化,提供參考架構(gòu)。據(jù)其官網(wǎng)描述,這家公司的初期重點(diǎn)放在了汽車應(yīng)用上,也就是說未來高通很可能會根據(jù)這一參考架構(gòu),推出對應(yīng)的RISC-V汽車芯片產(chǎn)品。
在聯(lián)合成立RISC-V公司的消息發(fā)布后不久,高通又聯(lián)合谷歌共同宣布,雙方將加強(qiáng)合作,基于RISC-V架構(gòu)開發(fā)下一代Snapdragon Wear平臺,從而為谷歌的下一代Wear OS解決方案提供支持,而且高通明確表示,他們將在全球范圍內(nèi)推行RISC-V的可穿戴解決方案。不過,RISC-V在這一新的Snapdragon Wear可穿戴硬件平臺以什么定位出現(xiàn),我們尚不清楚。
從過去的可穿戴芯片來看,高通主要采用性能中等的Arm內(nèi)核來打造相關(guān)的SoC。比如從Wear1100到Wear 3100,其都是基于Arm Cortex-A7來設(shè)計(jì)CPU部分的。直到2020年推出的Wear4100+,才開始使用4核A53 CPU加協(xié)處理器的設(shè)計(jì)。
Snapdragon W5+ Gen1可穿戴硬件平臺 / 高通
在最新的W5+ Gen1平臺中,高通依然沿用了4核A53加協(xié)處理器的設(shè)計(jì),只不過主CPU工藝從12nm換成了4nm,而協(xié)處理器也從QCC1110(Cortex-M0)換成了QCC5100(Cortex-M55)。依照高通的說法,其協(xié)處理器主要是用來支持谷歌Wear OS、ASOP和RTOS,而且其只需要用到22nm的成熟工藝。
在高通與谷歌的聯(lián)合公告中,也明確表示新平臺主要用于支持Wear OS,這樣看來高通新的RISC-V硬件既有可能作為主CPU,也有可能作為協(xié)處理器。無論如何,兩家公司都已經(jīng)加入了RISC-V的軟件生態(tài)系統(tǒng)(RISE)中,無論是哪種設(shè)計(jì)方案,都會給RISC-V在可穿戴領(lǐng)域的軟件開發(fā)帶來新的突破。
MIPS:主打高性能處理器
曾幾何時(shí),MIPS也是市場主流的RISC處理器架構(gòu),甚至有望比肩Arm、x86,就連國內(nèi)的龍芯在發(fā)展LoongArch架構(gòu)之前,用的也是MIPS架構(gòu)。MIPS以設(shè)計(jì)具有多流水線、多流水線和支持虛擬化的處理器聞名,甚至目前不少ADAS系統(tǒng)都還運(yùn)行在MIPS處理器上。
然而在成功推出了幾代32位和64位RISC處理器之后,MIPS并沒有超越x86,反而被崛起的Arm掩蓋了光芒。MIPS在這期間甚至嘗試過開源方案,但依舊陷入了無人問津的境地。因此2021年3月,MIPS宣布終止了MIPS架構(gòu)的開發(fā),同時(shí)公司整個(gè)轉(zhuǎn)向RISC-V架構(gòu)。
盡管在收購和轉(zhuǎn)型中,MIPS經(jīng)歷了各種波折,但手上還是留有一些微架構(gòu)專利,也有豐富的處理器設(shè)計(jì)與開發(fā)經(jīng)驗(yàn),對于同為RISC的RISC-V來說,MIPS本身還是存在不小的優(yōu)勢。
2022年,MIPS推出了其全新開發(fā)的RISC-V處理器系列,eVocore,目前只有P8700和I8500兩大多處理器IP核。其中P8700針對數(shù)據(jù)中心的高性能計(jì)算場景設(shè)計(jì),P8700采用了少見16級流水線設(shè)計(jì),加上多發(fā)射亂序執(zhí)行和多線程,而且可拓展性可以使其支持到512個(gè)內(nèi)核。MIPS表示其單線程性能遠(yuǎn)超市面上現(xiàn)有的其他RISC-V CPU IP,但并沒有提供具體的跑分參數(shù)。
除了P8700這類高性能通用CPU核心外,MIPS近期的動向表明其也在發(fā)力AI計(jì)算。比如MIPS在今年迎來了新的首席架構(gòu)師Brad Burgess,此前他在SiFive參與了P870處理器的亂序矢量單元設(shè)計(jì)。此外,他們也在美國開設(shè)了新的研發(fā)中心,計(jì)劃與當(dāng)?shù)卮髮W(xué)合作,開發(fā)汽車、數(shù)據(jù)中心和嵌入式市場的AI計(jì)算創(chuàng)新方案。