物联网、工控、车规和商用市场全覆盖，RISC-V生态正在壮大
本帖最后由 魏定国 于 2022-12-9 13:51 编辑在第一届滴水湖中国RISC-V产业论坛上推荐的十款产品中，就体现出了多样性，音视频、车载、工业以及通信应用等都有涉及。在2022年第二届滴水湖中国RISC-V产业论坛上，产品代表性进一步增加，既有支持UWB的通信定位芯片，也有覆盖宽频段的无线SoC，还有安全加密芯片、DSP甚至用于笔记本和迷你PC的处理器，显示出中国RISC-V产业生态正在持续壮大。
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一、音视频
音视频应用还是RISC-V落地的首选市场。在本次论坛上，嘉楠科技带来的一款基于平头哥玄铁C908内核的AIoT芯片K230，主要面向的就是视觉和语音应用市场，例如机器人感知、智能相机、智能门锁、智能后视镜等。
嘉楠科技副总裁汤炜伟表示，K230预计2023年上半年问世，除了基于RISC-V指令集的玄铁C908内核CPU，该芯片还集成了嘉楠科技自研的第三代人工智能KPU（知识处理器），具备更高的AI性能，算力利用率高，支持视觉、语音、翻译等多模态功能，支持多样化AI部署。
此外，这颗芯片还具备全高清3D深度引擎的DPU和支持4K输入的视频编解码器，为以视觉为主的应用奠定了硬件基础。
除了视觉应用，K230也支持雷达灯传感器接入，通过“多模态”打造更好的智能设备应用场景。
时擎科技带来的则是一款基于RISC-V内核的语音芯片AT820。时擎科技的AT820采用自研RISC-V主控核TM510，时钟频率300MHz，支持16位和32位浮点运算，存储方面，内置192K 共享 L2 SRAM 和 16M 的 Nor Flash，因为是采用了 DTR 的技术，速率可以达到 100M 以上。语音子系统则配备了 2 路差分输入和 1 路差分输出的高性能音频编解码器 。从算力、存储和接口方面来看，这款芯片是专门针对双麦克风智能语音交互和处理的场景和算法所量身定制的。
A820 提供完整的交付物，包括硬件、模块、开发板、软件 SDK、算法开发部署方案，以及各类辅助的工具和测试报告。AT820 可以用在各类语音的通话对讲场景之中，比如会议宝、对讲机、呼叫器、对讲门铃、麦克风，同时我们也为需要对降噪有需求的场景提供模块，也可以支持各类语音识别类的应用。
二、无线连接
在本次大会上推荐的产品中，无线连接芯片最多，这与现场观众对RISC-V应用市场的投票结果也有印证。本次论坛中无线连接共有4颗，比例超过1/3，有自有协议的超长距离无线连接SoC，有UWB和NBIoT芯片，也有支持Matter的多协议无线连接SoC。
酷芯微电子带来的是一款自研私有宽带通信协议的无线SoC AR8030。
据酷芯微电子CTO沈泊介绍，虽然Wi-Fi和移动网络已经很普及，但在不少应用场景中，Wi-Fi和4G/5G均各自的痛点，例如Wi-Fi连接可靠性不足，传播距离较近，而4G/5G流量成本高，且部分区域覆盖不完整。
酷芯微电子自研的私有无线通信协议，支持150MHz至7GHz全频段，能够适应全球各市场的频谱管理要求。在传输性能上表现也非常突出，比Wi-Fi的传输距离远2-4倍，视频传输距离最远可达3公里以上，抗突发干扰能力也高，1080P传输延迟低至20ms以下。
在这款芯片中，酷芯微电子集成了平头哥E907 RISC-V内核，主频达到400MHz，因而除了完成信道传输管理功能，还有能力支持一些智能化处理功能。
泰凌微电子则带来了一款低功耗多协议无线连接SoC TLSR9。TLSR9单芯片支持多个无线连接协议，包括蓝牙、Zigbee和Thread，从而可以支持Matter协议。据泰凌微电子业务拓展总监梁佳毅介绍，TLSR9是全球首颗获得PSA安全认证的RISC-V内核芯片，也获得了首个国内Thread认证。
该芯片的内核集成了基于RISC-V的32位MCU，性能接近Cortex M，除了支持多种无线制式，该芯片还集成了大量的有线接口，包括USB/I2C/SPI/UART等，常见的通信外设接口都可以在这个芯片上找到，所以能够适用于各种类型的物联网设备开发。
TLSR9支持苹果设备的防丢功能（Apple Find My），利用TLSR9的蓝牙功能，配置了防丢功能的设备可以对外发送蓝牙广播信息，只要在蓝牙信息范围能触及苹果设备，就可以通过Apple Find My功能来找到遗失的物品。
Matter协议是由国际上在物联网领域有影响力的公司共同推动的应用层互联互通标准，通过该标准，可以支持不同物理连接的设备互连互通，从而打破物联网孤岛效应，实现跨平台、跨底层的统一连接大网。TLSR9芯片可以支持Matter标准的产品开发。
作为中国移动旗下的芯片设计公司，芯昇科技不缺少应用场景，因而其发展思路是以典型物联网终端解决方案为切入，构建“安全+通信+计算”的芯片产品体系，以RISC-V架构为发展路线，加速推进自主可控的物联网生态。
芯昇科技市场拓展部总经理文学表示，芯昇科技是行业内唯一集自研芯片+自言操作系统+自主化产线全流程核心能力自主可控的企业。在RISC-V方面，从2019年10月开始架构自研，目前采用40纳米工艺，一颗偏重计算的芯片于2021年投片，而这次推荐的CM6620是一款基于RISC-V内核的支持NBIoT的物联网芯片。
该芯片目前主打的应用场景是表计市场，特别是燃气表和水表。针对智能燃气表行业，芯昇科技推出端到端一体的智慧燃气解决方案，提供高品质的产品和服务，助力能源行业买入智能化管理。水表方面，基于“NB芯片+MCU芯片+安全芯片”搭载OneOS操作系统，结合OneNET、中国移动智慧水务管理平台，芯昇科技推出了低功耗、低成本的无磁水表解决方案。
随着苹果公司在iPhone中引入UWB，市场对UWB技术的关注不断上升。纽瑞芯科技在UWB技术上深耕多年，在多项技术指标的比拼中，都领先欧美主要玩家。例如，在定位精度上，欧美主流芯片一般做到3到10厘米，但纽瑞芯的产品可以做到1cm；在角度测量上，欧美主流芯片一般做到3到10度，而纽瑞芯的产品可以做到1度；在测距范围上，欧美主流芯片一般支持30至50米范围，而纽瑞芯产品可以做到100米范围内正常工作；在测角范围上，欧美主流产品在正负六七十度水平角范围之内，纽瑞芯的产品通过在射频上做了很多优化，能够扩展测角范围稳定到达正负九十度。
纽瑞芯在UWB上布局有三个产品，分别是面向手机和头显穿戴式设备的ursamajor800，面向车规的ursamajor700，和面向物联网等成本敏感型应用的ursamajor600。
在本次论坛上，纽瑞芯推荐的是其第二代UWB产品,usramajor82800，该系列集成了众多功能，包括：高精度测距、测角、集成3DPDoA引擎；采用新的RISC-V核，性能强大，可以芯片上展开更多的场景应用；同时增强了雷达功能，支持低功耗的深度睡眠模式；在安全上，集成了AES安全引擎；在射频上，采用UWB整体射频封装；在通信速率上，除了支持UWB协议上的27.2和31.2Mbps，还实现了124.8Mbps通信速率。该芯片已经投片，有望于明年量产。
三、汽车与工业应用
昇生微电子最初在消费电子领域起家，近来也开始关注工业领域。在这次论坛上，昇生微推荐的产品是面向多节电池移动设备的MCU产品，例如实现电池管理、充放电管理和电机控制等功能。
工业机器人、电动工具、光伏能源和智能家居等，都是多节电池移动设备应用场景。
昇生微电子这次推荐的SS26L1X是基于自主研发的RISC-V核，运行频率100MHz。该芯片集成高压、支持多节电池包的宽电压输入供电，耐压性能出色。SS26L1X在性能和功耗平衡上做了较多优化，待机功耗低至2uA，全速运行时代码效率也很高。支持图形显示，并集成了丰富的模拟接口。
与东风联合开发，是武汉二进制半导体在车规MCU上的优势之一。二进制半导体在车规MCU方面规划了三颗芯片，主要面向车身电子、驾驶信息与动力安全等领域。在这次论坛上，二进制半导体推荐的产品是伏羲2360，该芯片采用全自主可控的RISC-V内核，自研配套SDK，以提高用户开发与调试速度。二进制半导体是RISC-V生态的坚定支持者，其另外两颗商用芯片都采用了RISC-V内核，分别为一款工业以太网交换芯片轩辕1030和工业级MCU伏羲5110。
具体到伏羲2360，其优势有六个，首先是功能安全等级高，支持ISO26262 ASIL-D等级，第二，完备的安全加密功能，支持国密、商密等多种算法；第三，高规格，内嵌大容量eFlash和SRAM；第四，高可靠，通过AECQ-100 Grade 1；第五，处理器内核性能优异，伏羲2360选用了性能优异的32bitN900锁步核；第六，功耗低，该芯片功耗显著低于业界平均水平。
基于RISC-V指令集，中科昊芯开发出了应用于光伏新能源、新能源汽车电机及电源控制、通信行业数字电源、电机驱动等领域的DSP芯片 Haawking-HX28027。
中科昊芯董事长李任伟表示，DSP市场每年都在增长，预计2025年全球规模达到200亿美元左右，国内市场对DSP的需求也很旺盛，但是本土能提供可用DSP芯片的数量非常少。这主要是DSP指令集被国外巨头垄断，国内得不到授权因而很难开发出有竞争力的DSP芯片。
Haawking-HX28027的指令集由RISC-V为基础的47条指令和中科昊芯自研DSP指令组成，在矢量计算/变换、三角函数、数字微积分、浮点计算，速度较国外同类型号提升50%-110%。Haawking-HX28027有专门的硬件乘除法单元，有快速响应的处理机制，支持128位安全加解密，同时也有一系列丰富的增强型脉冲调试器、增强型补获单元。
为方便用户开发，中科昊芯提供完整的开发环境HaawkingIDE，在该开发环境下，客户可实现代码的编辑、编译、程序烧录、断点调试、加密解密、实时刷新、波形显示，且能够很好地支持串口烧录、加解密与量产烧录。该芯片已经量产，预计2022年出货量可达数百万颗。
四、商用与安全
赛昉科技在这次论坛上带来的是一款面向主流笔记本和Mini-PC的RISC-V处理器惊鸿8100（JH8100）。
JH8100采用12nm制程，搭载赛昉科技自研的昉·天枢CPU Core IP，采用四大核二小核设计。其中，昉·天枢是一款64位超高性能RISC-V处理器内核，采用12级流水线设计，可实现超标量、深度乱序执行等。昉·天枢工作频率最高可达2GHz，SPECint2006 9.0/GHz，Dhrystone 6.6 DMIPS/MHz，CoreMark7.6/MHz。赵晶表示，除了在JH8100应用外，昉·天枢还可应用在数据中心、人工智能等高性能应用领域。
JH8100拥有强大的多媒体处理能力，支持H.264/H.265/VP9/AV1编解码，支持4K@60fps显示，内置高性能3D GPU，支持OpenCL、OpenGL ES、Vulkan；拥有丰富灵活的可扩展性，具有USB3.0/2.0、支持DP、PD和USB3.2Gen2的全功能Type-C、PCIe3.0等高速接口；满足人工智能场景需求，内置NPU，支持TensorFlow等主流架构；具有高安全性，集成AES/DES/HASH/PKA及国密算法引擎。
值的一提的是，为应对CPU集群计算高速缓存一致性的挑战，JH8100内置赛昉科技自研的多核总线技术——Starlink 1.0。Starlink 1.0具有高扩展性、低功耗、低延时、易于调试等特点。
软件生态是RISC-V在高性能应用领域落地的关键，赛昉科技秉持“自研为主+客户需求适配+开源社区共建+第三方伙伴合作”的原则，正稳步推动JH8100的软件开发计划，将实现RISC-V底层框架、操作系统、中间件、关键库、应用软件与JH8100的全方位适配，推动JH8100在IT基础设施（网络安全设备、路由器、NAS等）、生产力工具（台式机、笔记本电脑等）、工业（工业主板、工控机等）等多应用领域的落地。
网络安全是数字新基建发展中越来越受到重视，而密码基础设施是支撑数字新基建内生安全框架的基石。沐创集成电路带来的产品RSP S580就是一款应用在边缘和终端设备的安全芯片。
在加密性能上，最高可以达到2Gbps，支持国密算法和国际算法，支持视频流加密，也可满足车联网应用V2X对SM2性能的要求。
内核采用RISC-V，支持工厂模式、用户模式和监视模式，支持指令集扩展接口，可以扩展安全加速模块等功能，支持安全启动、可信度量、可信执行，在芯片级别实现安全闭环。
RSP S580可为MiniPCIe密码卡提供单芯片解决方案，可以作为密码模块应用于各种延签服务器、智能终端与安全网关等。也可以用于加密视频会议、NVR等视频加密场景，以及用于车联网的OBU和RSU当中。
五、总结
从第二届滴水湖中国RISC-V产业论坛上推荐的芯片来看，RISC-V在中国市场的推进速度进一步加快，芯片设计公司对于探索RISC-V应用场景不设限，这种勇敢尝试，必将给中国RISC-V生态带来勃勃生机。
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