軟件定義汽車：IP技術是關鍵
2023-08-29 10:53:52 EETOP今年恰逢EETOP網站/論壇成立的第20年。為此，我們近期特別策劃系列“回顧與展望”的原創文章，通過梳理芯片產業、企業的發展脈絡，來了解科技是如何一點點發展起來的。以及面向未來，將如何繼續筑高地。前兩期，我們對話的是兆易創新和瑞薩，今天，我們來看看芯片設計中很重要的一個環節IP。
從第一代半導體，第二代半導體到如今的第三代半導體，“強勁芯片”已經上升到國力競爭的重要基礎地位。芯片設計通常由自主設計部分與外購IP組合而成。IP行業處于整個產業鏈最上游，可為芯片設計提供預先設計、經過重復驗證的、可重復使用的功能模塊。當前，IP在芯片設計中的占比有提高的趨勢。
為更好的了解IP在芯片設計，尤其是在汽車芯片設計中的發展變化及未來趨勢，我們特別采訪了 Imagination中國區汽車業務產品市場拓展總監陳竹女士。
陳竹，Imagination中國區汽車業務產品市場拓展總監
01 IP的發展趨勢：RISC-V
隨著摩爾定律越來越接近極限，近年來，芯片設計和封裝技術的迭代演進成為關鍵。Chiplet和RISC-V，無疑是當下最為熱議也是最被看好的兩大技術趨勢。RISC-V未來發展的關鍵是什么？您認為未來最理想的計算架構應該是怎樣的？
針對RISC-V的問題，陳竹女士表示：“RISC-V 開啟了計算的新時代。RISC-V 的軟件生態系統需要與硬件標準齊頭并進，同時需要協調以避免重復并加快開發速度。RISC-V 軟件生態系統 (RISE) 是一個新項目，它將加速 RISC-V 指令集開源軟件的開發，幫助高性能和高能效市場采用 RISC-V 指令集。合作是 RISC-V 成功的核心，為此，Imagination 積極參與了推動架構發展的對話，無論是我們在國際董事會、技術指導委員會中的地位，還是通過各種特殊興趣小組 (SIG)，包括汽車特殊興趣小組 (SIG)，都是如此。”
據了解，Imagination 于2022年推出其首款實時嵌入式IMG RISC-V CPU- RTXM-2200。這款實時嵌入式內核的ITCM和DTCM均可高達128KB，同時L1 I Cache和L1 D Cache 也都能達到128KB, 保證了確定性響應和穩健的性能。它還提供多種浮點格式，包括單精度和bfloat16，尤其是bfloat16使制造商能夠在不使用其他芯片的情況下通過該核部署人工智能（AI）應用，減少成本，在成本敏感的AI攝像頭和智能計量應用中實現了具有高成本效益的優化設計。
當下，以蘋果、特斯拉為代表的行業領軍企業都在自定義硅系統的產品設計，靈活開源的RISC-V架構被認為是為當今高科技時代而生的。最近，RISC-V的先驅SiFiive公司的高管更是表示：未來十年、十五年，幾乎全部東西都可以變成RISC-V。確實，現在越來越多的企業都開始嘗試嵌入式的RISC-V，如Google定義未來各種設備都會采用RISC-V。不過，行業預估，未來大規模的RISC-V使用場景一定會是汽車行業。
如今，汽車架構正在不斷發展。汽車比以往任何時候都更加智能，為乘客提供圖形豐富、反應靈敏的乘車體驗，以及更多的自主功能，如車道輔助和自適應巡航控制。那么， 現在做車規級芯片設計的關鍵是什么？從動力控制系統，到底盤控制、再到車身控制及ADAS等各個部分，智能化和電動化給他們帶來的芯片設計的挑戰有哪些？IP工具如何賦能汽車芯片，助力產品設計更智能、更安全，更快地推向市場？
陳竹女士回答說：“隨著汽車電子架構的整合，每個芯片都需要做更多的工作。高效地完成這些任務意味著要充分利用每個硬件組件的功能。例如，駕駛艙域控制器仍將可靠、安全地渲染駕駛員的顯示屏；但同樣的芯片現在還需要支持 ADAS 功能，如駕駛員監控。靈活的 GPU 技術可同時用于圖形渲染和計算工作負載，有助于提高芯片性能并降低成本。在軟件定義汽車時代，今天安裝在汽車上的硬件必須能夠處理未來的軟件。這當然會帶來性能問題，但同時也需要高度靈活和可編程的芯片、協助培訓和驗證的模型以及相關軟件，以減少車隊級軟件部署的挑戰。”
2023年，Imagination 推出了兩個令人振奮的 GPU IP：IMG DXT GPU和 IMG CXM GPU 。其中，IMG DXT GPU 將Imagination的 Photon 光線追蹤架構提升到了一個新的水平，縮小了規模，使主流移動設備用戶也能體驗到光線追蹤所提供的逼真圖形。陳竹女士分享說：“隨著對 3D 圖形的需求從臺式機、控制臺和移動游戲擴展到汽車等其他市場，Imagination 的路線圖也隨之轉變，以考慮到汽車制造商及其供應商的一系列獨特要求。”
結束語
目前，Imagination主要有四個主要類別的產品解決方案，即GPU、CPU、專用AI處理器（NNA）、以太網處理器。Imagination的核心技術是GPU。汽車領域是最重要的戰略領域，特別是智能駕駛艙領域。
Imagination是世界第四大硅IP的提供商。上個世紀80年代，當時世界上創立了數十家的GPU技術相關的公司，幾年之后就只剩下幾家，大家比較熟悉的是英偉達，Imagination也是碩果僅存的幾家擁有GPU基礎技術的公司之一。其它還有AMD、微軟、Photoshop。除Imagination之外，其它四家公司都是美國公司，兩家技術公司、兩家軟件公司，Imagination是唯一的非美背景的公司，而且有中資背景。得益于幾十年來在GPU領域積累的優勢，Imagination不僅能夠給客戶提供圖形、像素相關的處理計算，還能提供非常強的AI計算算力，高性能、低功耗、低成本成是他們強大的競爭優勢。
關鍵詞： EETOP20周年 陳竹 Imagination
