二进制半导体发布基于RISC-V的伏羲2360高性能车规MCU

魏定国

二进制半导体发布的车规级芯片伏羲2360是一款基于RISC-V架构的MCU，主要应用于汽车发动机、变速箱、三电控制、ADAS、整车控制等领域。该芯片采用32bit RISC-V 多核异构CPU，支持双核锁步，N900双核。主频时钟不低于300MHz，支持双核锁步，32 KB ICACHE，64 KB DCACHE，128KB ILM，128 KB DLM。

受新冠疫情对全球供应链的影响，以及近年来汽车智能化、电气化、电动化导致汽车行业对芯片需求量的增多，近两年来车用芯片一直处于供不应求状态。然而当前的汽车芯片领域除了缺芯，还面临以下五个困难：

1.标准体系不健全。国内标准目前实际上是比较缺少的，目前也有一些单位在牵头制定标准、还需要时间完善。
2.技术研发能力不足。特别是一些高端的芯片研发，这一块我们的沉淀技术能力还是有一些欠缺的。
3.车规工艺缺乏积累。特别是车规认证，目前国内也在做这方面的一些准备工作。
4.关键产品缺乏应用。从芯片出来到真正上市应用这个周期比较长，需要经过严格的车规认证。
5.生态建设严重不足。整个汽车产业链从上游到中游到下游参与的企业特别多，这一块整个的整合上面还是有欠缺的、没有形成合力能够把国内这一块的资源能够能力发挥出来，能够把产品从研发-认证-应用的流程，这个流程还许多进一步的打通。

武汉二进制半导体有限公司副总经理 蔡敏

“我们之所以做这款高端车规级MCU，既是源自于东风汽车的需求，也是面向未来智能网联汽车发展的需要，以及解决当前‘缺芯’的问题。” 2022年11月30日，在由中国RISC-V产业联盟和芯原微电子主办的第二届滴水湖中国RISC-V产业论坛上，武汉二进制半导体有限公司副总经理蔡敏介绍了该公司的车规级MCU芯片伏羲2360。

据介绍，武汉二进制半导体公司成立于2022年3月，注册资本10亿元,是由东风汽车下属信之风股权投资基金联合中国信科集团旗下武汉飞思灵微电子技术有限公司成立的新创企业，主要业务包括交换和工控领域。交换领域主要是“轩辕系列”，包括网络处理器芯片和以太网交换及PHY芯片，主要应用于路由器、交换机和工业控制等领域；工控领域主要包括车规/工规MCU芯片、模拟通用芯片以及车载通信芯片，车规芯片主要与东风汽车做联合开发，车载通信方面，二进制半导体结合在汽车领域的布局和优势，形成面向未来智能网联汽车的解决方案。

蔡敏表示，公司整个业务重点是延续在通信领域的优势，同时布局车规领域业务，形成交换和车规两个大领域的新拓展。

在车规MCU领域，二进制半导体目前已经规划了三个系列芯片。分别是面向车身电子域的伏羲10系列、面向驾驶信息域的伏羲30系列以及难度最大的、最复杂的、安全等级要求最高的面向动力安全域的伏羲60系列，该系列主要应用于转向、刹车、发动机控制、整车控制等。蔡敏表示，二进制半导体这三个MCU芯片系列，基本上可以解决绝大部分的车用MCU问题。

本次论坛上，二进制半导体发布的车规级芯片伏羲2360是一款基于RISC-V架构的MCU，主要应用于汽车发动机、变速箱、三电控制、ADAS、整车控制等领域。该芯片采用32bit RISC-V 多核异构CPU，支持双核锁步，N900双核。主频时钟不低于300MHz，支持双核锁步，32 KB ICACHE，64 KB DCACHE，128KB ILM，128 KB DLM。

主要特点总结如下：
1.功能安全。ISO26262最高等级ASIL-D。
2.安全加密。支持国密、商密等多种算法。
3.高规格。内嵌大容量eflash和SRAM。
4.高可靠性。AECQ-100 Grad1。
5.处理器。性能优异的32bit N900锁步核。
6.低功耗。功耗低于业界平均水平。

此外，二进制半导体在车规级MCU上还进行了自主花技术创新，并且取得了一些成果：

1.全自主可控的RISC-V内核。采用国产RISC-V指令集内核，真正做到完全自主可控、自研配套SDK，提高开发及调试速度。

2.自研高性能硬件安全模块（HSM）。内置真随机数（TRNG）发生器，采用后量子加密引擎，支持多种国密、后量子加密等多种加密算法。

3.自研高性能时钟管理单元（CTE）。确保在汽车动力总成和主动安全应用等场景下实现精确的多输入信号采集和多输出信号生成，有效防止中断，保证整车的安全性。

在内置自主可控RISC-V内核方面，二进制半导体具备以下优势：

1.多业务场景。针对不同业务场景的不同级别中央处理器产品，都可以支持、并且面向不同的领域可以提供定制化的服务。

2.双核锁步。支持双核锁步机制，让主从两个内核执行相同的指令并对执行的结果进行比对以发现异常并做处理，能够确保进一步的提升安全性。

3.ECC纠错。对ILM、DLM、Cache等存储及对总线数据通过计算ECC冗余来发现并及时纠正错误。

4.流程认证。符合ISO26262流程标准，并根据标准配置功能安全文档。

车规级芯片在研发到真正商用之间，还有一个很长的车规认证过程。要实现车规级芯片真正从研发到量产，再到商用，需要构建汽车芯片生态，推进应用。为此二进制半导体与一些企业和机构展开了合作，具体包括：华中科技大学的人才培养；中国汽车研究中心的标准合作、认证流程、车规级认证；以及东风汽车作为主机厂牵头、二进制半导体作为核心设计企业为主，与锐杰微、菱电、芯来等公司合作，把芯片上游-中游-下游-商用各方紧密结合在一起，形成核心力量推动产品的顺利商用。

在次之前，二进制半导体还推出过两款商用芯片。

轩辕1030是32G工业级以太网交换芯片，集成RISC-V自主可控处理器、支持400兆主频、800DMIPS，能够支持2个10G光+4个GE光+8个GE电等等。蔡敏表示，“目前该芯片在市场上已经全面铺开，接近50家客户基于该芯片在做产品开发，有部分客户已经实现了量产。”

伏羲5110是工业级MCU芯片，主要用于工业控制领域，包括机房管理和其它工控领域。

“除了今天介绍的芯片，二进制半导体也在陆续开发另外两颗基于RISC-V的芯片轩辕1012和伏羲1005，不久也会推向市场。”蔡敏说到。

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