在SoC设计中采用多核和RISC-V架构

由 RISC-V International 管理的 RISC-V 指令集架构 （ISA） 的兴起正值半导体行业发展的激动人心的时刻。新技术的创造正在推动各个领域的进步，包括人工智能、物联网、汽车工业，甚至太空探索。

这些创新产品设计的到来与新的 ISA 在 SoC 设计人员中越来越受欢迎（图 1）的时间框架相同。在这个融合时刻，RISC-V ISA 在当今技术爆炸的不断发展环境中，为设计人员的新产品设计提供了更广泛的 CPU、NPU 和 IP 内核选项，从而脱颖而出。

1. 该图显示了到 2030 年数十亿个 RISC-V SoC 单元的出货量。什么是 RISC-V？

RISC-V 是一种开源 ISA，代表了微处理器和 SoC 设计和开发的重大转变。RISC-V 可供任何个人或公司免费获取、修改和分发，使其成为一个有吸引力的选择。

其设计理念强调简单性和效率，使用更少的指令集，可以更快地执行并消耗更少的功率。这种开放性和灵活性促进了创新和协作，因为公司和开发人员可以根据其特定需求构建可定制的处理器，而无需支付与专有 ISA 相关的许可费用和限制。

直到最近，作为主要的 ISA 提供商，Arm 的业务模型还在控制访问。这创造了一个封闭的环境，使公司成为半导体行业的主导力量。这种控制还允许 Arm 通过使用其技术的制造商收取许可费来产生收入，同时保护其专有设计和创新免受未经授权的使用或修改。

RISC-V 开放模型优势

如今，多核 SoC 设计环境已经从同构转变为异构，任何给定芯片上都出现了多个 ISA。它为设计人员提供了一个考虑和评估竞争性 ISA 和供应商的机会。在这种环境中，CPU 内核现在执行一系列任务，这不需要这些内核都来自同一个 IP 供应商。

图 2 显示了 RISC-V 内核在现代 SoC 中交付一系列任务，其中深度嵌入式有限状态机的可编程替代品是当今最大的用例。这些功能之后是 MCU 和协处理器功能。

SHD 集团2. RISC-V 在各种功能中继续受到关注。

有趣的是，随着 IP 供应商将更强大、更高性能的 RISC-V CPU 内核引入市场，“Apps Processor”的功能越来越受欢迎。这表明市场上正在进行高度的持续创新，以响应市场对更多功能日益增长的需求。RISC-V CPU IP 供应商之间的竞争非常激烈，并孕育了创新。

与专有架构相比，RISC-V ISA 是公开可用的，RISC-V 标准由 RISC-V International 发展和管理。通过多公司 RISC-V 成员委员会的协作创建了对核心 ISA 的扩展，然后可以根据供应商和市场需求进行定制。

因此，可以更快地开发满足不同应用精确需求的专用领域特定解决方案。这种灵活性符合对定制芯片解决方案的日益增长的需求，这些解决方案可以满足特定的功能要求，提高目标用例的性能和效率。

RISC-V 的开放模型标志着行业的重大转变，使公司首次能够采用 ISA，而不受任何单一供应商的限制。即使是根据 RISC-V 标准开发的软件也可以在不同制造商的设备上执行。这种互作性促进了竞争环境并刺激了创新，同时也降低了公司的风险和费用。

为灵活的 RISC-V ISA 提供多公司支持

灵活性使 RISC-V 成为开发和部署跨多个性能范围的芯片解决方案的越来越有吸引力的选择。在 RISC-V 领域，多个 CPU IP 供应商是一个社区的一部分，许多公司同时设计新的解决方案。

此外，RISC-V International 拥有 80 多个活跃的委员会，通过启用多公司流程以标准方式发展 ISA，继续专注于增强 ISA。这种集体努力导致了 ISA 的快速发展 — 以及实施 ISA 的多样化 — 从而更快地提高性能并为客户提供更多选择。

对统一 RISC-V 生态系统的支持正在增长并得到很好的充实，现在有多家公司提供解决方案。它包含广泛的技术和组件，支持从硬件设计到软件开发的所有内容。

例如，SoC 设计人员设计工作所需的更多构建模块现在已经到位，并且来自多个来源。此外，如果一个团队在其设计工作的特定领域需要支持，它现在很可能就在那里。因此，它增强了设计界对 RISC-V 技术的信心。

半导体设计社区的更多选择

现在是进入半导体行业的好时机，因为不断创新会催生更新、更强大的应用和芯片解决方案。RISC-V 通过提供更多设计选择、鼓励竞争和促进 ISA 发展，正在推动一个新时代。

上述领域表明 RISC-V ISA 与半导体设计界和整个市场的相关性越来越大。这种环境确保 SoC 设计人员可以从广泛的解决方案中自由选择，从而能够构建更先进的系统。