Part 3 指令集對于動力與底盤系統(tǒng) MCU 的影響

3.1 汽車MCU分散的指令集選擇

從2.4章節(jié)對于動力與底盤MCU市場參與者及其產(chǎn)品的觀察，我們發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象：汽車MCU市場參與者在設(shè)計MCU時，針對MCU微控制器核心選擇的指令集很分散。不僅有2.4章節(jié)列舉的STMicro、國芯科技采用的Power架構(gòu)，市場上還有Arm、RISC-V、TriCore、RH850等ISA指令集選擇。IpSesmc

更有趣的是，一家芯片廠商可能就在同時發(fā)展好幾條指令集產(chǎn)品線。比如說瑞薩電子，不僅有采用自家RH850/RL78指令集的汽車MCU，同時也在做基于Arm、RISC-V指令集的MCU/MPU/SoC。再比如英飛凌有TriCore和Arm指令集的汽車MCU。國芯科技也在介紹中提到其8大系列40余款MCU內(nèi)核，有基于Power指令集的，還有基于RISC-V和M*Core指令集的。IpSesmc

國內(nèi)實際上也不乏做自研指令集MCU的芯片企業(yè)，如芯旺微電子就在用自家名為Kungfu的指令集和內(nèi)核?？梢娗度胧筋I(lǐng)域的MCU指令集仍然處在百花齊放和分散的狀態(tài)之下。且從我們過去一年的走訪來看，絕大部分企業(yè)都還沒有放棄某條指令集路線的打算：如瑞薩就明確提到，會以三條線并重的方式持續(xù)做MCU/MPU芯片。IpSesmc

兆易創(chuàng)新在2019年發(fā)布RISC-V通用MCU時曾經(jīng)說過，做生態(tài)最難的是移動市場，其次是桌面和服務(wù)器，而IoT生態(tài)則完全不同，因為IoT生態(tài)鏈相對更短。這里的生態(tài)特指從芯片下游的開發(fā)者，到最終消費用戶的軟件與應(yīng)用生態(tài)。IpSesmc

從這個角度來說，汽車座艙——尤其信息娛樂系統(tǒng)的潛在生態(tài)要求很高，但其他組成部分更偏嵌入式應(yīng)用開發(fā)的功能實現(xiàn)，其“生態(tài)”關(guān)鍵可能也只在于面向下游開發(fā)者的開發(fā)便利程度，包括工具鏈、設(shè)計資源的豐富度和易用性，以及成本。IpSesmc

終端用戶顯然不需要關(guān)心發(fā)動機或變速器的某個控制功能具體是怎么實現(xiàn)的，或者其MCU芯片采用了何種指令集，因為此場景下并無“兼容性”問題需要考量；乃至在芯片設(shè)計與開發(fā)生態(tài)成熟的情況下，芯片企業(yè)下游的開發(fā)者也不太需要關(guān)心指令集問題。所以大型企業(yè)都有能力和資源同時維護幾個不同的指令集及其對應(yīng)的生態(tài)。IpSesmc

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圖3.1.1: 2010年時無線MCU的指令集市場分布情況IpSesmc

這可能是MCU發(fā)展由來已久的市場特點。2010年發(fā)布的一篇研究paper[23]中曾給出當年不同無線連接微控制器ISA的市場份額。當然，現(xiàn)在的情況已經(jīng)與當年有了巨大差異，但從這份數(shù)據(jù)也不難發(fā)現(xiàn)，MCU市場始終呈現(xiàn)出指令集的高度分散化特點。IpSesmc

加上我們暫時沒有更好的方法，來系統(tǒng)評估不同企業(yè)汽車MCU產(chǎn)品及其周邊生態(tài)的發(fā)展水平或差異，指令集層面的差異是產(chǎn)品面向企業(yè)外部時、易于看到的最大不同點，這或許是觀察汽車動力與底盤MCU技術(shù)發(fā)展的一個切入點或窗口。IpSesmc

所以本節(jié)以汽車動力與底盤MCU所用指令集的差異為切入點，以期淺嘗輒止地發(fā)現(xiàn)不同汽車MCU之間的差異。即便這種研究方法可能忽視了MCU處理器核心之外的其他組成部分，尤其同樣考驗設(shè)計功力的外圍資源、接口與連接等——它們于開發(fā)成本、易用性、生態(tài)支持等也至關(guān)重要。這也會成為后續(xù)報告可行的研究方向。IpSesmc

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表3.1.2：汽車動力與底盤MCU廠商及其指令集選擇IpSesmc

表3.1.2總結(jié)了當前面向汽車動力與底盤系統(tǒng)MCU產(chǎn)品的不同指令集，及其對應(yīng)的企業(yè)與產(chǎn)品。值得一提的是，某些企業(yè)雖然會選擇多種指令集并進的策略，但其MCU面向不同應(yīng)用的規(guī)劃方式仍然相對明晰。IpSesmc

比如瑞薩電子在面向汽車、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和IoT時，雖然同時在做ARM, RISC-V與RH850/RL78指令集，但汽車MCU主要選擇了RH850/RL78——主力價值構(gòu)成為RH850（參見圖3.1.3）；ARM指令集于汽車應(yīng)用著眼的是更高性能的MPU和SoC芯片；RISC-V指令集方面，則尚無面向汽車的MCU產(chǎn)品。IpSesmc

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圖3.1.3：瑞薩的RH850在汽車中的應(yīng)用；來源：瑞薩電子IpSesmc

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圖3.1.4：國芯科技的處理器CPU技術(shù)路線圖；來源：國芯科技IpSesmc

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圖3.1.5：國芯科技的MCU路線圖；來源：國芯科技IpSesmc

國內(nèi)汽車MCU市場參與者中，此處仍然選擇國芯科技的技術(shù)路線圖（圖3.1.4，圖3.1.5）：基于其PowerPC、RISC-V及M*Core指令集產(chǎn)品對標Arm的對應(yīng)IP，可了然其規(guī)劃與思路。注意圖3.1.4并不全然在說汽車MCU——這張圖的中間地帶，主要是綠色PowerPC指令集代表的方框，以及圖3.1.5可見其核心架構(gòu)于汽車市場的布局。IpSesmc

3.2 Power占比最高，RISC-V潛力巨大

比較令人意外的是，我們在研究和統(tǒng)計過程中發(fā)現(xiàn)，雖然ARM與RISC-V這兩種指令集于汽車MCU市場的聲量很大，包括動力與底盤系統(tǒng)MCU，但實則基于市場價值的份額統(tǒng)計可見，這兩者并未形成與其聲量相當?shù)氖袌鰞?yōu)勢。IpSesmc

尤其是RISC-V——近兩年被很多媒體和機構(gòu)視作汽車MCU的未來，乃至“游戲規(guī)則改變者（game changer）”，其實際產(chǎn)品更多停留在紙面上，主要是科研機構(gòu)有一些偏應(yīng)用向的研究產(chǎn)出；更不必說在安全性要求更高的動力與底盤系統(tǒng)MCU市場，其市場價值份額目前可以忽略不計。IpSesmc

而Arm在動力與底盤MCU產(chǎn)品中經(jīng)常被提及，主要是在國產(chǎn)汽車MCU的報道中。STMicro（意法半導體）, 英飛凌，瑞薩及恩智浦等國際大廠雖有Arm指令集的芯片產(chǎn)品，但瑞薩面向汽車的Arm芯片主要是MPU/SoC形態(tài)，車規(guī)MCU產(chǎn)品主力采用RH850/RL78；英飛凌主推Tricore架構(gòu)；而意法半導體和恩智浦主推的則都是Power架構(gòu)，尤其在安全性要求甚高的動力與底盤域中。IpSesmc

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圖3.2.1：2023年汽車動力與底盤MCU不同指令集的市場份額IpSesmc

基于對不同企業(yè)財報、多家三方研究機構(gòu)的汽車MCU市場份額統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及我們自己的汽車及其相關(guān)動力與底盤系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息，綜合得出2023年全年的汽車動力系統(tǒng)與底盤控制所用MCU的指令集（架構(gòu)）市場占比情況，該數(shù)據(jù)基于市場價值（而非MCU出貨量）。IpSesmc

比較符合直覺的是，英飛凌目前在汽車MCU市場份額較高，故而其TriCore指令集在動力與底盤系統(tǒng)MCU芯片中也有著較高的占比；瑞薩及其RH850同理；Power指令集達成目前動力與底盤系統(tǒng)MCU中最高的份額——占比22%，主要得益于另兩名核心市場參與者恩智浦、STMicros，也顯得順理成章。IpSesmc

不過值得一提的是作為后起力量，RISC-V在汽車MCU市場的潛在發(fā)展機會是無限的。除了表中已經(jīng)列出國芯科技的RISC-V在研芯片，以及包括長城汽車紫荊M100的上車以外，2024年8月英飛凌宣布會在2024年底時打造下一代基于RISC-V的MCU虛擬原型（virtual prototype）[25]，讓客戶提前在此基礎(chǔ)上進行軟件開發(fā)和評估。IpSesmc

而且英飛凌還提到與博世、Nordic、恩智浦、高通合作組建初創(chuàng)企業(yè)Quintauris，加速汽車市場標準化，更進一步加速RISC-V的采用。這對汽車MCU市場可能會產(chǎn)生較大程度的潛在影響。IpSesmc

3.3 Power占比最高的歷史成因

這其中或許有個在我們做調(diào)研之前的認知里，相當不符合直覺的事實：在很多人看來已經(jīng)頗為古老的Power為什么會成為汽車動力與底盤系統(tǒng)MCU所用最多的指令集架構(gòu)？換句話說，為什么恩智浦、STMicro還在堅持用Power架構(gòu)，以及為什么還會有國芯科技這樣的后來者選擇Power架構(gòu)？IpSesmc

解決了這個問題，也就能更進一步地明晰汽車動力與底盤系統(tǒng)MCU芯片及下游Tier 1、OEM和其他開發(fā)者最在意的是什么，即便2.5章節(jié)已經(jīng)就此問題做了初步總結(jié)。這或許可以部分從Power的歷史說起。IpSesmc

Power脫胎于1990s IBM的POWER指令集。最初的POWER是為服務(wù)器、工作站、超算準備的。1991年蘋果、IBM和摩托羅拉組建的AIM聯(lián)盟，PowerPC指令集作為POWER面向個人電腦處理器的下放，開始在后續(xù)一段時間內(nèi)的蘋果電腦CPU中成為主角。期間PowerPC還曾用于消費市場的游戲主機、航天領(lǐng)域的火星漫步者之上。IpSesmc

2006年之后，隨著AIM聯(lián)盟的解散，尤其是蘋果在消費電子市場的轉(zhuǎn)向，IBM和當時的Freescale（前身為摩托羅拉半導體產(chǎn)品部門，后被恩智浦收購）聯(lián)盟被Power.org開放標準主體替代，由IEEE管理運營——其時也基本宣告了Power的開放。2013年IBM還發(fā)起了OpenPOWER Foundation基金會，開放并逐步開源了圍繞Power架構(gòu)的相關(guān)技術(shù)。IpSesmc

現(xiàn)在所說的Power ISA指令集可以認為是POWER與PowerPC的融合。習慣上，現(xiàn)在嵌入式領(lǐng)域，包括網(wǎng)絡(luò)、汽車等芯片所用指令集亦可被稱作Power或PowerPC。[26]IpSesmc

以上可能是絕大部分關(guān)注AIM聯(lián)盟時期PowerPC的讀者都清楚的。事實上，要論指令集發(fā)展歷史，RISC-V發(fā)端于2010年，Arm則可以追溯到1985年。它們也都有少則十多年，多則數(shù)十年的發(fā)展歷史，很難說是CPU領(lǐng)域的“新生力量”；RISC-V、Arm發(fā)展之初也不是為現(xiàn)如今它們正當紅的應(yīng)用準備的。IpSesmc

顯然在汽車方向上的應(yīng)用，Power也有屬于自己的歷史。這里列出幾個標志性事件。IpSesmc

（1）摩托羅拉半導體面向汽車的MPC555微控制器誕生于1998年[27]，當時就已經(jīng)在動力控制領(lǐng)域快速收獲市場，很快也在儀表和懸掛控制等應(yīng)用上看到了design-in。甚至有主流媒體評價，MPC5XX系列成為北美與歐洲汽車制造商動力系統(tǒng)應(yīng)用的“行業(yè)標準”。這個系列的MCU當時就著眼在排放控制、發(fā)動機性能優(yōu)化及電子傳動控制上。IpSesmc

2000年之際，32bit處理器還只占到汽車微控制器約10%的市場；當時的預(yù)估是2005年該值達到25%。IpSesmc

（2）2005年發(fā)布的MPC5554著眼于強化核心中的SIMD管線[28]。摩托羅拉認為SIMD有利于加速從發(fā)動機艙檢測到無規(guī)則噪聲；另外還有可編程的計時處理單元，閃存單元增加ECC特性，及更久的壽命等改進。EE Times當時表達這是PowerPC在汽車領(lǐng)域的更上一層樓。IpSesmc

（3）2006年STMicro與Freescale（即前摩托羅拉半導體產(chǎn)品部門）宣布在Power架構(gòu)之上達成主要面向汽車領(lǐng)域的合作[29]。當時這兩家公司還聯(lián)合構(gòu)建MCU設(shè)計團隊，共享汽車與導航應(yīng)用相關(guān)IP，對齊90nm嵌入式閃存工藝技術(shù)，以及高壓功率MOSFET和IGBT技術(shù)。IpSesmc

合作覆蓋的應(yīng)用著力點在發(fā)動機與傳動控制，以及電傳線控系統(tǒng)、線控制動、高級車輛控制與駕駛信息娛樂系統(tǒng)等。彼時該項目甚至還建了專門的合作實體，結(jié)合了雙方超過百名工程師，期望補足雙方的技術(shù)。雖然合作后來停滯，卻的的確確推進了Power在汽車市場的發(fā)展。IpSesmc

（4）2015年恩智浦收購Freescale。如此基本完成恩智浦、STMicro仍在各自發(fā)展Power指令集汽車MCU應(yīng)用的歷史淵源。于汽車MCU而言，瑞薩電子、ARM這類角色更像是后起的挑戰(zhàn)者；而Power是汽車微控制器領(lǐng)域一直以來的先行者。IpSesmc

（5）2019年IBM發(fā)布Microwatt處理器核心，基于Power ISA v3.0，作為OpenPOWER的參考設(shè)計，且開源發(fā)布在Github上[30]。Power走向Linux基金會，走向了完全的開源和免費授權(quán)。OpenPOWER Summit NA 2020之上，Libre-SOC處理器軟核發(fā)布，基于Power ISA 3.0，也成為首個IBM之外的Libre/Open POWER ISA核心。IpSesmc

值得一提的是OpenPOWER基金會最初創(chuàng)始成員就包括了谷歌、NVIDIA、Mellanox等。2014年初蘇州國芯、江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院宣布加入OpenPOWER基金會。所以國芯科技當前也延續(xù)了Power在汽車MCU領(lǐng)域的生態(tài)積累。到2020年，OpenPOWER基金會已經(jīng)有超過350名成員，囊括三星、美光、海力士、ZTE、Canonical、清華大學等等。IpSesmc

在我們看來，國芯科技選擇Power指令集，將其廣泛應(yīng)用于汽車MCU的原因一方面在于Power在汽車MCU領(lǐng)域的積累；另一方面則在于Power現(xiàn)在的開放開源屬性基本與RISC-V相似，是國產(chǎn)MCU芯片自主可控發(fā)展的基礎(chǔ)之一。IpSesmc

3.4 Power占比最高的啟示與推論

3.4.1 Power及其生態(tài)印象：“安全”高度相關(guān)

單純就指令集（ISA）的角度，我們始終堅持認為拋開微架構(gòu)（micro-architecture）和軟件，去談某種指令集的高性能、低功耗、高能效，都純屬扯談。例如市場此前認為Arm適用于低功耗，x86適用于高性能就是一種典型的偏見：Neoverse和Lunar Lake的存在就已經(jīng)打破了這種固有偏見。IpSesmc

這一點也適用于Power、RISC-V及更多存在于汽車MCU芯片之下的指令集，甚至適用于經(jīng)典的RISC與CISC之爭。沒有一種基礎(chǔ)指令集是天生或自然地適用于某類應(yīng)用的，因為CPU的指令集總是需要在意通用性問題。IpSesmc

Arm發(fā)展之初從未想過可以在數(shù)據(jù)中心市場有所收獲，Power發(fā)端于“PC”個人電腦卻能在汽車動力與底盤系統(tǒng)中獲得最高市場占比，應(yīng)當都是這些指令集的最初設(shè)計者未曾想到的。RISC-V作為一種開源指令集，現(xiàn)在已經(jīng)覆蓋了從低功耗嵌入式應(yīng)用，到AI HPC高性能計算的多領(lǐng)域，并不存在它不適用某類應(yīng)用之說。IpSesmc

但我們同時需要承認，在指令集的發(fā)展演進過程中，技術(shù)、市場/商業(yè)等不同因素都會影響其走向：無論是擴展指令，還是上升到微架構(gòu)的偏向性，以及涵蓋編譯器、各類中間件，及軟件和應(yīng)用的發(fā)展，都可能令某種指令集特別適配某類應(yīng)用。在我們看來，Power在汽車MCU領(lǐng)域的應(yīng)用就是最好的例子。IpSesmc

Power從90年代起于汽車微控制器應(yīng)用的積累，擴展指令的發(fā)展走向，生態(tài)參與者——包括早期的IBM、摩托羅拉半導體（Freescale, NXP）、STMicro，及OpenPOWER基金會，在編譯器compiler、微架構(gòu)、開發(fā)生態(tài)方面的創(chuàng)新，都為Power現(xiàn)如今在汽車動力與底盤系統(tǒng)MCU市場上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。3.3章節(jié)對于Power指令集發(fā)展歷史的闡述足夠表明其發(fā)展及變遷。IpSesmc

STMicro對其SPC5系列汽車MCU在開發(fā)工具方面有著相當詳述的描述，無論是IDE選擇、SPC5 Studio框架的彈性化設(shè)計環(huán)境、GNU GCC編譯器和debugger，或使用第三方解決方案、將所需工具集成到ST工具框架內(nèi)；還是細致到汽車MCU不同應(yīng)用覆蓋的Discovery+評估板、功能擴展、兼容性等等；都足夠看出非一日之功的經(jīng)驗和生態(tài)積累，且不是STMicro一家達成的。IpSesmc

針對汽車MCU不同指令集生態(tài)，我們也走訪了一些開發(fā)者——部分零散觀點在此做分享。其中一名開發(fā)者A提到了Power與Arm之間的對比。開發(fā)者A認為單純從指令集層面來看，兩者的區(qū)別可能并不大。雙方的復雜度都“需要編譯器完整利用好其各自優(yōu)勢”。從工具鏈角度來看，他認為雙方資源完善度也不相上下。IpSesmc

但他強調(diào)，Power總是和更健壯的技術(shù)節(jié)點相關(guān)聯(lián)。與此同時，前者更開放、后者更標準也是巨大差異。比如說開發(fā)者A提到，很多Power架構(gòu)核心本身設(shè)計出色，具備靈活性，也能接大量外圍。但通常來說，標準中并未定義諸如中斷處理程序單元、調(diào)試追蹤單元等，故而實施方案是由不同廠商自己決定的。IpSesmc

相對而言，Arm“嚴密”地定義了這些標準外圍——這對生態(tài)而言有時是有優(yōu)勢的，比如標準開發(fā)工具的兼容性，以及更快速的中斷等實現(xiàn)。但就現(xiàn)如今半導體和汽車產(chǎn)業(yè)鏈區(qū)域化趨勢，及地緣政治現(xiàn)狀之下，前者反倒能表現(xiàn)出優(yōu)勢。IpSesmc

還有一名開發(fā)者B前兩年在做安全為主要考量的應(yīng)用，因為某些原因他們的項目不能選擇Arm架構(gòu)，故而在其他指令集生態(tài)間嘗試做選擇。在經(jīng)過一番研究后，開發(fā)者B所在團隊認為，Power契合“安全”需求，而且還曾用于航天領(lǐng)域，也就從AVR/PIC/TriCore等選擇中勝出。開發(fā)者B反饋的開發(fā)感受是，STMicro、恩智浦的某些工具或中間件具備通用性，如GCC編譯器。從開發(fā)全流程，還是能夠看出Power曾經(jīng)的歷史發(fā)展軌跡，體現(xiàn)出其生態(tài)積累。IpSesmc

不過言語上談這些還是有些務(wù)虛，本節(jié)打算從兩個角度來嘗試探討不同指令集在汽車動力與底盤系統(tǒng)MCU中的影響。需要注意的是，所謂“指令集對比”通常所指并不是指令集設(shè)計之間的對比，而是基于指令集的微架構(gòu)或軟件生態(tài)的對比。IpSesmc

3.4.2 性能對比

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表3.4.2.1：三種指令集與架構(gòu)的核心對比IpSesmc

我們選擇目前市場上比較流行，且加入國產(chǎn)化MCU考量的指令集及對應(yīng)的核心微架構(gòu)來做性能比較。分別是2.4章節(jié)曾探討過的來自國芯科技的C3007核心——基于Power指令集；英飛凌AURIX TC3xx系列所用的TC1.6.2P核心——基于TriCore指令集；以及瑞薩電子RH850 P系列在用的RH850-G3M核心——基于RH850指令集。IpSesmc

公開資料中可以搜到這三個核心微架構(gòu)的用戶手冊。實際從數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的儲存與CPU的訪問、發(fā)射寬度、寄存器、存儲子系統(tǒng)規(guī)模等角度仍然很難直觀看清核心微架構(gòu)的設(shè)計，及其在系統(tǒng)中的實際表現(xiàn)。但從表3.4.2.1的對比，尤其Dhrystone性能及核心主頻，不難發(fā)現(xiàn)國芯科技在C3007核心層面的設(shè)計水平，完全不輸給英飛凌和瑞薩電子這樣的國際巨頭，且在某些資源配給上相對地更到位。IpSesmc

3.4.3 安全性問題

STMicro、恩智浦、國芯科技的Power芯片宣傳資料中都強調(diào)了Safety和Security兩方面的安全特性——如2.5章節(jié)所述，這對于動力與底盤系統(tǒng)而言是理所應(yīng)當且相比汽車其他域都更為緊要的核心特性；作為汽車MCU領(lǐng)域發(fā)展歷史相對更久的指令集，Power的汽車MCU生態(tài)發(fā)展也格外注重這一點。IpSesmc

不過MCU的安全特性相關(guān)外圍、冗余設(shè)計、失效及錯誤修正，功能安全相關(guān)測試等在報告中很難做量化；而且TriCore、RH850之類的指令集及其核心、MCU也有著相當不錯的安全性設(shè)計。如3.4.1章節(jié)所述，即便指令集自身不能直接表明性能、安全性、適用應(yīng)用等問題，但對應(yīng)生態(tài)的發(fā)展卻會產(chǎn)生偏向性。以在汽車MCU領(lǐng)域相對年輕的RISC-V指令集為錨點來觀察安全性問題，是個不錯的切入點。IpSesmc

2024年10月米尼奧大學與英飛凌的研究人員曾發(fā)布一篇題為RISC-V Needs Secure “Wheels”: the MCU Initiator-Side Perspective（RISC-V需要安全之輪：MCU發(fā)起側(cè)角度）的paper[31]。這份研究談到了某個相對細節(jié)性的安全問題。隨EE架構(gòu)變遷，車內(nèi)的ECU正在縮減，多MCU走向虛擬化（vMCU），一個物理MCU內(nèi)可映射多邏輯分區(qū)，分區(qū)間需要隔離以避免干擾。IpSesmc

這需要依托于硬件機制，達成可配置的訪問權(quán)限限制，尤其是當物理資源在vMCU之間共享時。這就要求硬件層面的隔離機制（IM）。MCU領(lǐng)域內(nèi)，相對成熟的指令集生態(tài)及供應(yīng)商都有對應(yīng)的IM機制滿足汽車、IoT領(lǐng)域的安全需求，無論是從CPU微架構(gòu)、還是從系統(tǒng)層面去解決問題。IpSesmc

雖然RISC-V International正就vMCU功能嘗試規(guī)范IM機制，包括面向S-mode PMP和WorldGuard。但研究人員認為當前RISC-V生態(tài)內(nèi)的大部分技術(shù)都沒有就此問題，真正滿足汽車應(yīng)用的安全需求?？偨Y(jié)起來，關(guān)鍵問題在于雖然WorldGuard針對所謂initiator-side發(fā)起側(cè)，就不同權(quán)限級別粒度的身份識別，提供了簡單的模型，但仍然存在兩方面的欠缺。IpSesmc

首先是對虛擬化環(huán)境的支持，比如通過Hypervisor擴展，引入基于WID（World Identifier）的額外權(quán)限級別。研究報告認為，即便已經(jīng)有了一些參考方案，但仍然是不夠的；其次是需要 >32個WID的支持，即更大數(shù)量可區(qū)分的分區(qū)支持——主要是因為MCU復雜度在提升，MCU也融入了越來越多的虛擬分區(qū)initiator，不同安全需求的組件也在交叉融合。IpSesmc

與此同時，報告也認為RISC-V生態(tài)內(nèi)現(xiàn)有SPMP for Hypervisor和面向非虛擬化和虛擬化的SPMP規(guī)格不夠有效。所以這份報告嘗試提出了ISA擴展解決現(xiàn)有限制，面向initiator-side發(fā)起側(cè)的保護。IpSesmc

雖然這一議題某種程度上還比較偏未來向，但本報告呈現(xiàn)該問題是為了表明，針對汽車MCU特定應(yīng)用，仍然需要對應(yīng)指令集及其生態(tài)發(fā)展的經(jīng)驗積累。RISC-V現(xiàn)階段就汽車MCU而言還是偏年輕和待完善的。雖然某些RISC-V生態(tài)參與者近兩年已經(jīng)在宣傳ASIL-B/D等安全等級的驗證完成，但諸如ISO21434這類security相關(guān)標準卻鮮有提起。IpSesmc

當然，仍然如本報告3.2章節(jié)所述，我們對RISC-V在汽車MCU之上的應(yīng)用持看好態(tài)度，只不過其發(fā)展仍然需要時間。IpSesmc

3.5 汽車動力與底盤MCU指令集發(fā)展預(yù)期

簡單總結(jié)本章內(nèi)容：汽車動力與底盤MCU，乃至汽車MCU的核心指令集呈現(xiàn)出高度分散化特點，其中市場份額最高的是Power，這與其發(fā)展歷史關(guān)聯(lián)大；而且也和主流市場參與者中至少有2家都在用該指令集有關(guān)；與此同時，Power給開發(fā)者長久以來留下了安全強相關(guān)的印象，這也和汽車動力與底盤MCU對安全格外敏感的需要相契合。IpSesmc

我們認為，在汽車電動化程度持續(xù)加深的當下，未來完全走向域或區(qū)域集中化之前，汽車MCU仍將在一段時間內(nèi)呈現(xiàn)出出貨與價值高增長的局面，從指令集角度來看汽車動力與底盤MCU這一相對穩(wěn)定的市場，汽車動力與底盤MCU的指令集分布會在未來幾年內(nèi)保持相對穩(wěn)定：主要是Power仍將基于其固有生態(tài)積累、經(jīng)驗優(yōu)勢，以及在性能和安全性上的出色表現(xiàn)，持續(xù)領(lǐng)跑市場。IpSesmc

總結(jié)Power于汽車動力與底盤系統(tǒng)MCU乃至整個汽車MCU市場的優(yōu)勢：IpSesmc

（1）安全、可靠與穩(wěn)定性，得益于該生態(tài)參與者自90年代以來的耕耘，以及應(yīng)用開發(fā)者已經(jīng)構(gòu)建起Power“安全”的印象；（2）可控、可定制性，基于Power當前的開源開放特性，符合汽車與半導體生態(tài)鏈可能正走向區(qū)域化的大環(huán)境趨勢；（3）滿足動力系統(tǒng)與底盤控制的特定性能需求，2.5與3.4.2章節(jié)已闡明這一點；（4）開發(fā)生態(tài)的相對完善。IpSesmc

不過值得注意的是，截止2023年汽車MCU領(lǐng)域的新興指令集RISC-V雖然仍未真正占據(jù)可觀的市場份額，我們認為其發(fā)展?jié)摿薮螅赡茉谖磥?-2年內(nèi)吃下更多市場。只不過從我們的走訪來看，不少市場參與者還在觀望或評估RISC-V應(yīng)用于安全關(guān)鍵型應(yīng)用的可行性，并且密切關(guān)注該生態(tài)的發(fā)展情況。所以我們判斷，2025-2026年對于RISC-V能否真正抓住汽車MCU市場至關(guān)重要。IpSesmc