自从COVID引发的供应链问题开始以来已经过去了两年多,公司仍在处理半导体巨大需求带来的后果。尽管面临供应链挑战,公司仍需保持竞争力,并在紧迫的时间线上发布新产品。为了加快上市时间,半导体供应商和初创公司转向开放的ISA标准来创建他们的新产品。
基于RISC-V的产品数量最近有所增加,包括来自主要制造商和初创公司的新产品。现在,一些最大的科技名字开始参与RISC-V游戏,包括英特尔铸造服务(Intel Foundry Services),它将通过其铸造创新系统计划向社区提供基于RISC-V的产品组合和制造服务。围绕RISC-V涌现的有机生态系统可能证明是解决阻碍传统产品采购的供应链挑战的可行替代方案。
RISC-V是一个开放的处理器开发框架,具有完整的现成指令集。这个ISA完全开源,可以根据需要添加或删除自定义指令,以在硬件级别实现专用逻辑。这样的规范有许多优点,包括:
IC开发者可以访问完整的ISA框架和开源芯片设计,无需为专有ISA支付许可费
初创公司已开始在RISC-V之上创新自己的IP组合,并建立自己的生态系统以与Arm竞争
核心设计可以转换为VHDL或使用供应商IP在FPGA中实例化
非营利开发团体、基金会、大学和个人开发者可以设想实现自己的芯片设计,并在多项目晶圆上构建
目前,RISC-V在高端计算产品方面与Arm和x86尚不具备竞争力。然而,它在低端处理器和用于高级应用如人工智能的专用ASIC中找到了大量的应用。最高端的处理器实际上是来自FPGA供应商的IP,可以用来构建专有芯片设计极具竞争力的硬件平台。
可能不太明显RISC-V这样的开放标准如何帮助解决围绕新产品发布的供应链挑战。毕竟,当公司在软件供应商出现问题时,他们通常不会寻求开源社区的帮助,而是直接更换供应商。尽管在过去两年中,公司已尽可能地进行管理,包括双重订购和接触多个来源,但硬件可能是独一无二的,因为它有限的完美替代品,而且开发自己的替代品有很高的进入门槛。
转向RISC-V使采购方式出现了新的方法,公司可能不再需要依赖于在其专有ISA上构建的供应商。
当所需的基于Arm或基于x86的芯片不可用时,你可以使用低成本的IP或根据RISC-V标准设计自己的核心。
另一个选项是仅使用带有供应商IP的FPGA,你可以将系统的任何基于Arm的ASICs实例化为单个RISC-V组件。
假设你不打算走FPGA的路线,那么应该注意的是,RISC-V并不能帮助你克服缺乏芯片制造能力的问题。鉴于启动新晶圆厂所需的时间(多年),RISC-V不会消除任何制造能力挑战。有些人会争辩,转向RISC-V会占用更多的容量;目前现有芯片的供应不足,而且将基于RISC-V的芯片新订单添加到积压订单中,只会延长其他所有订单的交货时间。
要点是:假设你能在晶圆厂中获得时间和空间,系统开发者将不再被限于购买使用专有ISA的产品,他们可以使用开源核心并自行构建。对于需要自己的芯片的大型技术玩家来说,RISC-V继续看起来是传统处理器架构向前迈进的一个很好的路径。
我们已经概述了一些来自主要半导体制造商的最新RISC-V IP和支持产品,而且行业显示出没有放缓的迹象。初创公司也在发布自己的基于RISC-V的产品,针对像AI、视觉和高级DSP直接在芯片上的高级应用。这些系统借鉴了学术文献的提示,并使用自定义RISC-V指令和独特的硬件架构直接在其硬件中实现这些应用所需的计算步骤。
一个高度集成组件的绝佳示例是瑞萨R9A02G020电机控制器。该组件使用了由安谋科技(Andes Technology N22 RV32I)提供的RISC-V核心的专业混合信号接口。核心中实现的专业逻辑提供了三相电机的标准处理,集成了12位ADC、双8位DAC、温度传感器和高速比较器。目前瑞萨的评估套件已经可以获得。