近期，本土RISC-V CPU IP企業——芯來科技宣布，通過近兩年多的協同努力，芯來NA系列CPU IP NA900順利獲得了ISO 26262最高汽車功能安全等級ASIL D的產品認證證書。這意味著NA900是全球首個獲得ISO 26262 ASIL D認證的 RISC-V CPU IP產品，該產品也使得芯來科技成為全球第三家（繼ARM、Synopsys后）、國內首家獲得車規ISO 26262 ASIL D 產品認證的CPU IP提供商。
過去幾年，因為智能汽車和電動汽車的火熱，讓大家對汽車芯片有了更廣泛的了解。隨之而來的各種車規認證，也讓大家目不暇接。
那么，芯來科技RISC-V CPU IP的這個認證是什么？在汽車領域代表著什么？讓我們在這篇文章里給大家帶來一些解讀。
RISC-V走向汽車，發展必然
在具體談上述內容之前，我們先來講一下，為何RISC-V走向汽車是一個必然選擇。
雖然在過去幾年，大家在討論RISC-V的時候，都認為這是一個只適合于嵌入式級別的架構，但其實早在2021年，汽車行業領先的芯片供應商就宣布，將開發用于汽車應用的下一代高端 RISC-V 解決方案。在隨后的發展中，瑞薩也的確推出了帶有RISC-V協處理的、專為汽車ECU而設計汽車 SoC。
今年八月，英飛凌、博世、NXP、高通和Nordic Semiconductor這些汽車芯片傳統和新貴廠商更是聯合宣布，將投資成立一家RISC-V公司，并以汽車市場為其首個發力點以后。英飛凌汽車部門總裁 Peter Schiefer 表示，隨著車輛走向軟件定義，可靠性要求因電氣化和連接性以及自動駕駛等趨勢而增加，整個行業普遍需要標準化和生態系統兼容性，而 CPU 是關鍵IP。而他們所具備的知識和專業技術將釋放 RISC-V 在汽車領域的全部潛力。
其次，當前的汽車芯片市場，在涉及到控制領域，雖然有不少廠商正在選擇Arm架構作為其芯片的內核選擇。但從Arm之前發布的招股說明書看來，其在汽車芯片市場的份額不到三成，與其在移動設備市場的九成多占有率相比差距非常大。同時，汽車芯片的生態其實是一個半封閉的生態，且其生命周期很長，這就意味著任何指令集架構都能在汽車芯片市場找到一定的生存空間，RISC-V毫無疑問是其中的一個最優潛力的候選。
此外，現在的智能化和電動汽車擁有了很多不同于過往傳統車的新需求，這就驅使芯片開發者針對這些場景，探索新的架構并定義新的芯片以求創新，而擁有與生俱來的靈活性和可擴展特性的RISC-V恰好能契合到這一點。
因此，在行業相關人士看來，當前除了座艙這些使用安卓操作系統的場景，類似車聯網、車載以太網、雷達、自動駕駛/輔助駕駛和ECU等領域，RISC-V都能從中找到機會。這就是促使了RISC-V從業者轉向了這個賽道。
何為ISO 26262？
對于任何一個有志于進入汽車市場的硬件供應商，ISO 26262是其必須經過的一道門檻。
據官方介紹，ISO 26262 是一個通用的國際標準，應用于包括一個或多個電氣和/或電子 (E/E) 系統并安裝在最大車輛總質量不超過 3500 公斤的批量生產客車中的安全相關系統。旨在解決E/E 安全相關系統的故障行為（包括這些系統的交互）可能造成的危險。相關資料顯示，這是一個源自IEC 61508的基于風險的安全標準。適用于生產車輛中的電氣和/或電子系統，同時還對駕駛員輔助、推進和車輛動力學控制系統進行了規范管理。
ISO 26262包括了：
1
可供參考的車用產品全安全生命周期（管理、開發、生產、運行、維修、退役），以及各個階段可以進行的安全活動；
2
整個開發過程的安全機制實施層面的規范（包括需求規格、設計、實現、測試、驗證、確認等活動）；
3
針對車用電子電氣系統的部件，以風險評估為基礎的車輛安全完整性等級ASIL，來衡量產品是否能用在不同安全等級的領域（比如車身控制ASIL B，發動機主控ASIL D）；
4
在硬件領域（尤其是芯片IC/IP）用ASIL來量化確認，確認產品達到可接受的殘余風險（State of Art），同時系統性地了提供驗證思路來覆蓋整個開發生命周期。
CPU IP的特殊重要性
熟悉汽車架構的讀者應該清楚，在傳統汽車時代，汽車的各個功能都是由獨立的ECU控制的。進入了最近幾年，域控制也逐漸成為主流。展望未來，大家寄望于用一顆芯片來對汽車的所有部件進行控制。但是，無論是過去的分布式控制，還是將來的集中式控制，其核心都是CPU Core IP（簡稱CPU IP）。換而言之，汽車芯片能否工作，怎么工作，都必須經由CPU內核來控制，這就是為什么大家對其安全性如此重視的原因。
因此車規芯片中使用的CPU IP的車規認證目前幾乎是車規芯片的必需要求。
何為ASIL B與ASIL D？
相信很多人和作者一樣，對于車規的認證還有很多困惑。例如，大家常說的ASIL B、ASIL D都是什么？要了解著一切，就是從ASIL的定義說起。
ASIL 不是基于系統中采用的技術，而是根據暴露于風險的概率（probability of Exposure, E）、駕駛員的可控性（Controllability, C）以及發生事故時后果的嚴重程度（Severity of failure, S）等因素估計該風險得出的，是一個純粹基于駕駛員和其他道路使用者的風險。然后，又分別將嚴重性S、可能性E和可控性C分成4個等級，如下表所示，其中QM代表與安全無關。由此可以計算得出 A、B、C 和D四個ASIL等級。其中，D 擁有針對安全關鍵流程的最嚴格的測試法規。
ASIL B和ASIL D兩者的區別不止是在僅僅ISO 26262 Part 5 的硬件指標上，ASIL B在硬件指標上要求SPFM（Single Point Fault Metrics)達到90%和LFM（Latent Fault Metrics）達到60%，而ASIL D為最高準則，要求的SPFM和LFM分別為99%和90%。同時，在開發生命周期所覆蓋到的Part 2，4，5，7，8，9全部流程要按照最高等級的ASIL D來開發，比如驗證策略的完整性和文檔審核的嚴謹性，第三方審核方都要按照ISO 26262的最高要求來審計。
何為“流程認證”，“ASIL Ready認證”和“ASIL Compliant認證/產品認證”
1
“流程認證”：流程認證僅考慮公司的開發流程體系是否按照ISO 26262流程開發，不考慮具體產品，往往只會去審閱有沒有產品開發指南、模版和簡略的例子，往往是說明大概知道流程該如何走。流程證書會說明，管理開發流程ISO26262:2018 Parts 2,4,5,7,8 and 9符合了Systematic Capability ASIL D
2
“ASIL Ready認證”：ASIL Ready認證是不考慮ISO 26262要求的Systematic Capability，只考察廠商的FMEDA和Safety Manual，只說明符合26262一個Part的一個章節。ASIL Ready的證書上會說明只符合了ISO 26262-5:2018(Clause 8)，也就是產品認證所需的一個子集。
3
ASIL Compliant認證/產品認證：產品認證需同時滿足ISO 26262流程開發系統最高要求和最高硬件安全指標，證明產品完全按照認證對應的等級流程管理體系開發和硬件安全指標，其中ASIL D產品證書最為嚴苛，需要滿足ISO 26262:2018 Parts 2,4,5,7,8,9全面符合Systematic Capability每個章節都按照最高要求來審計同時Hardware Safety Integrity滿足SPFM99%和LFM90%的最高等級。
“ASIL Complaint認證/產品認證”對IP提供商的專業度有非常高的要求，產品認證涉及的工作量與經歷時間都非常巨大。本文提到的芯來科技 NA900 CPU IP即獲得的是“ASIL Complaint認證/產品認證”，為此，芯來科技投入了前后超過兩年的時間與巨大人力物力。
在RISC-V出現之前，ARM公司的ARM架構CPU IP與Synopsys公司的ARC架構CPU IP也獲得過不同級別的ASIL產品認證證書。芯來科技NA900 CPU IP目前是全球首個獲得ISO 26262 ASIL D認證的 RISC-V CPU IP產品。該產品也使得芯來科技成為全球第三家（繼ARM、Synopsys后）、國內首家獲得車規ISO 26262 ASIL D 產品認證的CPU IP提供商。
目前，除了本土的芯來科技，世界范圍內的其他一線RISC-V CPU IP提供商，如臺灣地區的Andes，與美國的SiFive，也均推出了車規級認證的RISC-V CPU IP產品或者路線圖，已經獲得了或正在進行不同形式的ASIL認證。
芯來科技，本土RISC-V CPU IP堅定的踐行者
雖然本文主要篇幅都用在介紹芯來科技的車規級別CPU IP產品， 但熟悉本土RISC-V發展歷程的讀者對于芯來科技一定不會陌生。
芯來科技成立于2018年，是國內首批基于RISC-V開放指令集架構打造應用生態，并率先實現產業化落地的企業，自成立以來一直專注于RISC-V CPU IP與相關解決方案，可以說是本土RISC-V CPU IP的堅定踐行者。
過去五年，芯來科技從零開始，打造了N/U、NX/UX 四大通用處理器產品線和NS、NA兩個專用產品線。
其中：
N/U是32位架構處理器，其中N200、N300、N600、N900主要根據流水線級數從低到高滿足超低功耗到高性能不同的應用，而U900是支持SV32的應用處理器。
NX/UX是64位架構，主要用于存儲、網絡、AI、數據中心等高性能應用場景。
在專用產品線方面，除了上面介紹的NA（Nuclei Automotive）系列以外，還有NS（Nuclei Security）系列，目前主要有NS600和NS300兩款產品，面向支付等高安全場景。
據了解，芯來科技目前已經累計獲得超過200個客戶使用公司的產品，其中包括兆易、晶晨、芯原、翺捷、飛思靈、安路、裕太、中國移動等知名公司，在5G通信，AI，物聯網，汽車，存儲，網絡等都已經落地。相信不久市場上可以看到更多帶有芯來科技RISC-V CPU IP的芯片。
在地緣政治的影響下，發展本土芯片有了前所未有的迫切需求。因此，對于身處芯片產業鏈重要位置的芯來科技來說，肩負的使命是無比重大，但這值得我們期待。
RISC-V，擁有無限可能
自2010年由伯克利大學的David Patterson的團隊首創以來，因為其開源、靈活性以及可擴展性等優勢，RISC-V在過去幾年里發展迅猛。根據RISC-V國際基金會的數據，光是在2022年，全球采用RISC-V指令集架構的芯片已出貨100億顆。基金會進一步預測，到2025年，基于RISC-V架構的芯片出貨量將突破800億顆。
RISC-V 基金會首席執行官 Calista Redmond在今年年初接受媒體采訪的時候更是直言：“今年，我們看到RISC-V在各行業的深度更加深入，汽車、初級處理數據中心或人工智能加速器應用對其的采用更加廣泛，推動其走向Android 的工作也真正開始騰飛。”
正如大家所了解，作為手機芯片巨頭，高通一直是Arm的重要客戶。但該公司的產品管理總監Manju Varma在去年年底于美國舉辦的RISC-V峰會上公開表示，RISC-V 是專有 Arm 指令集架構的新興替代品，可以在高通面向可穿戴設備、智能手機、筆記本電腦和聯網汽車等應用開發的芯片中找到機會。近日，高通聯手谷歌重磅宣布，將在與 Google 的長期合作基礎上，推出基于 RISC-V 的可穿戴設備解決方案，與 Wear OS by Google 配合使用。在高通看來，這一擴展的框架將有助于為 Android 生態系統內的更多產品利用低功耗和高性能的定制 CPU 鋪平道路。
從目前的全球發展現狀看來，RISC-V也在這些高端市場邁出了重要一步。
在去年年底，美國芯片初創公司Ventana Micro Systems宣布推出其 Veyron 系列高性能 RISC-V 處理器。據該團隊介紹，作為當時全球性能最高的 RISC-V 處理器，該系列首款芯片Veyron V1 采用 5nm 工藝，其運行頻率為 3.6GHz，可與數據中心、汽車、5G、人工智能和客戶端應用的最新現有處理器相媲美。
全球知名芯片架構師，加拿大初創公司Tenstorrent的首席執行官Jim Keller在去年九月更是直言：“RISC-V將會贏得下一輪的競爭。”在今年六月接受外媒采訪的時候，Jim Keller則重申：“我相信在未來 5 到 10 年內，RISC-V 將接管所有數據中心。”他在隨后于日本舉辦的RISC-V峰會演講中同時指出，公司的RISC-V產品能在包括ADAS和IVI在內的汽車電子應用中找到應用空間。
綜上可見，RISC-V在多重維度間，皆擁有無限可能。我們將繼續拭目以待。
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