在SoC設計中采用多核和RISC-V架構

由 RISC-V International 管理的 RISC-V 指令集架構 （ISA） 的興起正值半導體行業發展的激動人心的時刻。新技術的創造正在推動各個領域的進步，包括人工智能、物聯網、汽車工業，甚至太空探索。

這些創新產品設計的到來與新的 ISA 在 SoC 設計人員中越來越受歡迎（圖 1）的時間框架相同。在這個融合時刻，RISC-V ISA 在當今技術爆炸的不斷發展環境中，為設計人員的新產品設計提供了更廣泛的 CPU、NPU 和 IP 內核選項，從而脫穎而出。

1. 該圖顯示了到 2030 年數十億個 RISC-V SoC 單元的出貨量。什么是 RISC-V？

RISC-V 是一種開源 ISA，代表了微處理器和 SoC 設計和開發的重大轉變。RISC-V 可供任何個人或公司免費獲取、修改和分發，使其成為一個有吸引力的選擇。

其設計理念強調簡單性和效率，使用更少的指令集，可以更快地執行并消耗更少的功率。這種開放性和靈活性促進了創新和協作，因為公司和開發人員可以根據其特定需求構建可定制的處理器，而無需支付與專有 ISA 相關的許可費用和限制。

直到最近，作為主要的 ISA 提供商，Arm 的業務模型還在控制訪問。這創造了一個封閉的環境，使公司成為半導體行業的主導力量。這種控制還允許 Arm 通過使用其技術的制造商收取許可費來產生收入，同時保護其專有設計和創新免受未經授權的使用或修改。

RISC-V 開放模型優勢

如今，多核 SoC 設計環境已經從同構轉變為異構，任何給定芯片上都出現了多個 ISA。它為設計人員提供了一個考慮和評估競爭性 ISA 和供應商的機會。在這種環境中，CPU 內核現在執行一系列任務，這不需要這些內核都來自同一個 IP 供應商。

圖 2 顯示了 RISC-V 內核在現代 SoC 中交付一系列任務，其中深度嵌入式有限狀態機的可編程替代品是當今最大的用例。這些功能之后是 MCU 和協處理器功能。

SHD 集團2. RISC-V 在各種功能中繼續受到關注。

有趣的是，隨著 IP 供應商將更強大、更高性能的 RISC-V CPU 內核引入市場，“Apps Processor”的功能越來越受歡迎。這表明市場上正在進行高度的持續創新，以響應市場對更多功能日益增長的需求。RISC-V CPU IP 供應商之間的競爭非常激烈，并孕育了創新。

與專有架構相比，RISC-V ISA 是公開可用的，RISC-V 標準由 RISC-V International 發展和管理。通過多公司 RISC-V 成員委員會的協作創建了對核心 ISA 的擴展，然后可以根據供應商和市場需求進行定制。

因此，可以更快地開發滿足不同應用精確需求的專用領域特定解決方案。這種靈活性符合對定制芯片解決方案的日益增長的需求，這些解決方案可以滿足特定的功能要求，提高目標用例的性能和效率。

RISC-V 的開放模型標志著行業的重大轉變，使公司首次能夠采用 ISA，而不受任何單一供應商的限制。即使是根據 RISC-V 標準開發的軟件也可以在不同制造商的設備上執行。這種互作性促進了競爭環境并刺激了創新，同時也降低了公司的風險和費用。

為靈活的 RISC-V ISA 提供多公司支持

靈活性使 RISC-V 成為開發和部署跨多個性能范圍的芯片解決方案的越來越有吸引力的選擇。在 RISC-V 領域，多個 CPU IP 供應商是一個社區的一部分，許多公司同時設計新的解決方案。

此外，RISC-V International 擁有 80 多個活躍的委員會，通過啟用多公司流程以標準方式發展 ISA，繼續專注于增強 ISA。這種集體努力導致了 ISA 的快速發展 — 以及實施 ISA 的多樣化 — 從而更快地提高性能并為客戶提供更多選擇。

對統一 RISC-V 生態系統的支持正在增長并得到很好的充實，現在有多家公司提供解決方案。它包含廣泛的技術和組件，支持從硬件設計到軟件開發的所有內容。

例如，SoC 設計人員設計工作所需的更多構建模塊現在已經到位，并且來自多個來源。此外，如果一個團隊在其設計工作的特定領域需要支持，它現在很可能就在那里。因此，它增強了設計界對 RISC-V 技術的信心。

半導體設計社區的更多選擇

現在是進入半導體行業的好時機，因為不斷創新會催生更新、更強大的應用和芯片解決方案。RISC-V 通過提供更多設計選擇、鼓勵競爭和促進 ISA 發展，正在推動一個新時代。

上述領域表明 RISC-V ISA 與半導體設計界和整個市場的相關性越來越大。這種環境確保 SoC 設計人員可以從廣泛的解決方案中自由選擇，從而能夠構建更先進的系統。