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Allbet手机版下载(www.aLLbetgame.us):全球首款RISC-V DSP即将量产 | 国产芯片四大件

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分类:科技

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作者 | 包永刚

出品 | 雷锋网产业组

2020年8月国务院印发的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量生长的若干政策》提出,中国芯片自给率要在2025年到达70%。被称为国产芯片“四大件”的CPU、GPU、FPGA、DSP无论对于国产芯片自给率的提升照样解决高端芯片“卡脖子”问题都意义深远。

雷锋网推出的《国产芯片四大件》系列文章,划剖析读国产CPU、GPU、FPGA、DSP的现状,透过投资者视角发现国产芯片时机。

2010年降生的最“年轻”指令集RISC-V已经吸引了众多巨头支持者,好比外洋的谷歌、高通、西部数据,海内的阿里、华为、紫光展锐。近几年,开源的RISC-V指令集芯片在IoT市场已经取得了不错的成就,给这一市场占有优势的ARM带来不小压力。

Semico Research 预计,2025年全球将有624亿个RISC-V CPU焦点。RISC-V指令集不仅可以用于CPU,全球首款基于RISC-V指令集的DSP(Digital Signal Processor,数字信号处置器)将在本月尾量产,该芯片来自中国初创公司中科昊芯。

对于RISC-V阵营而言,这是生态建设中一个值得关注的希望。对于DSP芯片而言,这是一个勇敢的实验。对于中国的国产芯片四大件而言,这是一个突破的时机。

全球首款RISC-V DSP面向工业自动化市场

凭证已知的公然新闻,中科昊芯是全球第一家用RISC-V指令集设计DSP的公司。中科昊芯首创人兼董事长李任伟告诉雷锋网:“我们是海内为数不多的DSP团队,有十多年DSP和通用处置器研发履历,在2016年就最先RISC-V处置器核的研究。2019年1月公司确立,7月份首款RISC-V DSP芯片流片乐成。”

“3月尾我们就会量产两个系列的DSP,都是面向工业自动化市场。”李任伟透露。

中科昊芯首创人兼董事长李任伟

中科昊芯之以是敢率先选择RISC-V设计DSP,除了其团队有乐成研发多款处置器的履历,还由于RISC-V是解决国产DSP两大挑战的好选择。DSP是一类嵌入式通用可编程微处置器,最大的优势是能够实时高速处置数字信号,且比CPU、GPU、FPGA功耗更低,普遍应用于通讯、盘算、消费电子和自动控制等领域。

“DSP主要有两种形式,一种是单芯片,另一种是通过IP或模块集成到SoC。”李任伟说:“国产单芯片DSP有一些市占率,在DSP IP领域国产化率险些为零。”

雷锋网领会到,国产DSP在某些特殊领域的国产化率已经到达80%以上,但这些特殊领域占DSP整体市场的份额不到5%,其它领域国产DSP自给率不足10%。

提升DSP的自给率,有两大制约因素。第一个制约因素是知识产权,任那边理器都需要指令集,指令集的问题本质就是知识产权问题。CPU有x86、ARM、MIPS等指令集,其中ARM依附授权模式在移动处置器市场称霸。

“巨头们的DSP指令集都各不相同,而且纰谬外授权,国产DSP想要自己界说一套指令集的难度不大,但仅凭一己之力很难构建一整套工具链和生态。”李任伟指出。

第二个制约因素是应用生态,若何吸引开发者和客户使用国产DSP是一个更大的挑战。

“RISC-V是一个开源指令集,没有知识产权问题。同时,无论是海内照样外洋,企业照样高校,都纷纷加入RISC-V基金会,生态生长很快。”李任伟说:“那时我以为RISC-V有时机把国产DSP面临的两大挑战完善解决,因此我们在2016年就勇敢做了选择,最先自主研发基于RISC-V的DSP。”

至于为何首先推出头向工业控制市场的RISC-V DSP,主要有三个缘故原由。

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解决RISC-V性能弱挑战,施展天真性优势

“之以是选择工业自动化和机械视觉这两个市场,主要是由于我们团队在这两个领域无论是手艺贮备照样市场推广方面都有更多积累。”李任伟进一步示意,“固然,这两个领域我们也会分步走,先推出头向工业自动化的一系列产物,再推出头向机械视觉的产物。”

另有一个缘故原由,消费电子和自动控制市场规模占到整个DSP市场规模的11%,工业控制市场也是DSP巨头的主要市场,这是一个好的突破口。

面向这两个领域的DSP在性能上会有很大的差异,应用于工业自动化的DSP是数字信号和控制之间的桥梁,更强调实时控制和应用中的变换性能,应用于机械视觉的DSP则需要更强的算力。

高算力对于RISC-V指令集的芯片是个大挑战。李任伟说:“基于RISC-V指令集的DSP与巨头公司的DSP在系统结构上有很大的差异,在相同的主频下,RISC-V指令集的DSP性能与巨头公司DSP性能有较大差距。”

其本质缘故原由照样传统的高性能DSP的系统结构是针对DSP算法设计的,其一条指令可以实现诸多庞大功效,而用RISC-V指令来做相同的事情则需要挪用多条指令。“这对我们而言是异常大的挑战,依附着我们团队厚实的履历,在最基础RISC-V指令集的基础上,凭证算法的特点,抽取界说了许多DSP指令,再加上系统结构方面的大量创新,最终才设计出性能和功耗优异的DSP。”李任伟示意。

解决了RISC-V带来的性能挑战,RISC-V指令集的优势也得以突显。“由于我们只是用了最基础的RISC-V指令集,和自己扩展的指令集,没有向前兼容的问题,再加上RISC-V自己的功耗优势,我们的DSP有功耗优势。”李任伟同时示意:“正如RISC-V在每个领域都可以施展定制化优势一样,在DSP领域也同样云云。我也以为未来会是领域专用架构的时代。”

芯片更高的性价比并不意味着就会受到开发者和用户的迎接,应用生态是更大的挑战。“我经常说我们实在是站在巨人的肩膀上,若是没有RISC-V社区的孝顺,我们想要做出完整的工具链的难度太大。有了开源的方案,就可以在开源的基础上举行修改和定制,大大降低难度。”

李任伟说:“为了让用户对照利便的切换,我们也做了许多事情,包罗开发环境,界面以及接口等,通过编译器和提供足够多的库,用户基本不用改变习惯就能异常容易地切换到我们的DSP,而且成本很低。”

先以用户熟悉的方式切换到国产DSP芯片,再逐渐去提升性能,从中低端市场切入,一步步施展出优势,实现芯片的高端替换。以中科昊芯为代表的国产DSP芯片公司找到了一条不错的国产替换蹊径,但突破挑战不小,也需要耐心。

国产替换浪潮下突破三大巨头的统治

“不管哪个领域,不管高端照样中低端,芯片的国产替换最难的都是应用生态。”李任伟以为,“之前海内的用户纵然想用海内的芯片,也没有选择。”

现在,国家鼎力生长国产芯片产业,并提出了明确目的。2020年8月国务院印发的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量生长的若干政策》提出,中国芯片自给率要在2025年到达70%。

在资金和政策的支持下,包罗CPU、GPU、FPGA、DSP在内的国产芯片迎来了伟大的生长时机,中科昊芯也是在这样的靠山下确立。“对于国产替换更迫切的领域,包罗DSP在内的国产芯片的自给率提升会加倍容易,好比电力和轨道交通等领域。”李任伟说道。

“除了特定的领域,包罗工业自动化等市场,海内用户对国产芯片的态度也加倍开放。从去年到今年,我们显著感受到客户接受国产新片的意愿越来越强,包容度也更高了。”

对于许多用户都忧郁的国产芯片的稳固性问题,李任伟示意中科昊芯的芯片有严酷的测试流程,稳固性没有问题。

国产芯片另有一个优势,更能知足海内市场需求。好比越来越受关注的平安性,许多国产芯片都通过硬件的方式增强芯片的平安性。中科昊芯还可以提供定制化的功效,实现更强的平安性。

另有一个不容忽视的时机,包罗TI、ADI、NXP在内的三大DSP芯片巨头都普遍缺芯。DSP芯片并不需要业界最先进的7nm、5nm工艺,海内的芯片代工厂可以代工,而且芯片的封测大部门也在海内举行。

“若是使用海内成熟的节点,芯片的生产受到的影响会小一些。缺芯对于国产包罗DSP在内的国产芯片确实是一个时机。”李任伟说。

小结

与CPU、GPU、FPGA共称为芯片四大件的DSP由于其专用性更强,无论是市场规模照样受关注度都更小。即便云云,DSP的国产替换对于实现芯片的自主可控和高端替换仍意义重大。作为海内为数不多的DSP芯片公司之一,中科昊芯选择的RISC-V指令集能够解决知识产权和应用生态两大挑战。

但正如李任伟对雷锋网所说,“从最最先界说产物,我们的目的就很明确,一致档次的产物要比外洋巨头的DSP性价比更高。要杀青这个目的的难度挺大。”

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    2021-08-26 00:15:20 

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