软件定义汽车：IP技术是关键

今年恰逢EETOP网站/论坛成立的第20年。为此，我们近期特别策划系列“回顾与展望”的原创文章，通过梳理芯片产业、企业的发展脉络，来了解科技是如何一点点发展起来的。以及面向未来，将如何继续筑高地。前两期，我们对话的是兆易创新和瑞萨，今天，我们来看看芯片设计中很重要的一个环节IP。

从第一代半导体，第二代半导体到如今的第三代半导体，“强劲芯片”已经上升到国力竞争的重要基础地位。芯片设计通常由自主设计部分与外购IP组合而成。IP行业处于整个产业链最上游，可为芯片设计提供预先设计、经过重复验证的、可重复使用的功能模块。当前，IP在芯片设计中的占比有提高的趋势。

为更好的了解IP在芯片设计，尤其是在汽车芯片设计中的发展变化及未来趋势，我们特别采访了 Imagination中国区汽车业务产品市场拓展总监陈竹女士。

陈竹，Imagination中国区汽车业务产品市场拓展总监

01  IP的发展趋势：RISC-V

随着摩尔定律越来越接近极限，近年来，芯片设计和封装技术的迭代演进成为关键。Chiplet和RISC-V，无疑是当下最为热议也是最被看好的两大技术趋势。RISC-V未来发展的关键是什么？您认为未来最理想的计算架构应该是怎样的？

针对RISC-V的问题，陈竹女士表示：“RISC-V 开启了计算的新时代。RISC-V 的软件生态系统需要与硬件标准齐头并进，同时需要协调以避免重复并加快开发速度。RISC-V 软件生态系统 (RISE) 是一个新项目，它将加速 RISC-V 指令集开源软件的开发，帮助高性能和高能效市场采用 RISC-V 指令集。合作是 RISC-V 成功的核心，为此，Imagination 积极参与了推动架构发展的对话，无论是我们在国际董事会、技术指导委员会中的地位，还是通过各种特殊兴趣小组 (SIG)，包括汽车特殊兴趣小组 (SIG)，都是如此。”

据了解，Imagination 于2022年推出其首款实时嵌入式IMG RISC-V CPU- RTXM-2200。这款实时嵌入式内核的ITCM和DTCM均可高达128KB，同时L1 I Cache和L1 D Cache 也都能达到128KB, 保证了确定性响应和稳健的性能。它还提供多种浮点格式，包括单精度和bfloat16，尤其是bfloat16使制造商能够在不使用其他芯片的情况下通过该核部署人工智能（AI）应用，减少成本，在成本敏感的AI摄像头和智能计量应用中实现了具有高成本效益的优化设计。

当下，以苹果、特斯拉为代表的行业领军企业都在自定义硅系统的产品设计，灵活开源的RISC-V架构被认为是为当今高科技时代而生的。最近，RISC-V的先驱SiFiive公司的高管更是表示：未来十年、十五年，几乎全部东西都可以变成RISC-V。确实，现在越来越多的企业都开始尝试嵌入式的RISC-V，如Google定义未来各种设备都会采用RISC-V。不过，行业预估，未来大规模的RISC-V使用场景一定会是汽车行业。

02  汽车芯片功能的技术创新与变革

如今，汽车架构正在不断发展。汽车比以往任何时候都更加智能，为乘客提供图形丰富、反应灵敏的乘车体验，以及更多的自主功能，如车道辅助和自适应巡航控制。那么， 现在做车规级芯片设计的关键是什么？从动力控制系统，到底盘控制、再到车身控制及ADAS等各个部分，智能化和电动化给他们带来的芯片设计的挑战有哪些？IP工具如何赋能汽车芯片，助力产品设计更智能、更安全，更快地推向市场？

陈竹女士回答说：“随着汽车电子架构的整合，每个芯片都需要做更多的工作。高效地完成这些任务意味着要充分利用每个硬件组件的功能。例如，驾驶舱域控制器仍将可靠、安全地渲染驾驶员的显示屏；但同样的芯片现在还需要支持 ADAS 功能，如驾驶员监控。灵活的 GPU 技术可同时用于图形渲染和计算工作负载，有助于提高芯片性能并降低成本。在软件定义汽车时代，今天安装在汽车上的硬件必须能够处理未来的软件。这当然会带来性能问题，但同时也需要高度灵活和可编程的芯片、协助培训和验证的模型以及相关软件，以减少车队级软件部署的挑战。”

2023年，Imagination 推出了两个令人振奋的 GPU IP：IMG DXT GPU和 IMG CXM GPU 。其中，IMG DXT GPU 将Imagination的 Photon 光线追踪架构提升到了一个新的水平，缩小了规模，使主流移动设备用户也能体验到光线追踪所提供的逼真图形。陈竹女士分享说：“随着对 3D 图形的需求从台式机、控制台和移动游戏扩展到汽车等其他市场，Imagination 的路线图也随之转变，以考虑到汽车制造商及其供应商的一系列独特要求。”

03  结束语

目前，Imagination主要有四个主要类别的产品解决方案，即GPU、CPU、专用AI处理器（NNA）、以太网处理器。Imagination的核心技术是GPU。汽车领域是最重要的战略领域，特别是智能驾驶舱领域。

Imagination是世界第四大硅IP的提供商。上个世纪80年代，当时世界上创立了数十家的GPU技术相关的公司，几年之后就只剩下几家，大家比较熟悉的是英伟达，Imagination也是硕果仅存的几家拥有GPU基础技术的公司之一。其它还有AMD、微软、Photoshop。除Imagination之外，其它四家公司都是美国公司，两家技术公司、两家软件公司，Imagination是唯一的非美背景的公司，而且有中资背景。得益于几十年来在GPU领域积累的优势，Imagination不仅能够给客户提供图形、像素相关的处理计算，还能提供非常强的AI计算算力，高性能、低功耗、低成本成是他们强大的竞争优势。