【芯片】RISC-V:缺少什么,和谁竞争

专家们:开源ISA正在多个市场中取得进展,但其工具套件尚不完整,商业模式也不确定。

第2部分:半导体工程与Codasip的CTO Zdenek Prikryl讨论了RISC-V的业务和技术前景Rambus安全技术研究员Helena Handschuh Aldec市场营销总监Louie De Luna Valtrix Systems首席执行官Shubhodeep Roy Choudhury 以及SmartDV的北美应用工程总监Bipul Talukdar以下是该谈话的摘录。

SE:RISC-V的主要竞争对手是谁?是Arm还是ARC或MIPS,还是其他RISC-V供应商?

Roy Choudhury:Arm绝对是竞争对手之一。RISC-V无疑在微控制器领域引起了广泛的关注,甚至Arm也在努力使其他公司更容易采用采用其基准设计的产品。Arm和ARC无疑是竞争对手,尤其是在IoT嵌入式领域。

De Luna:我们是验证工具供应商,因此我们的竞争是任何人都在使用验证工具。目前,使用RISC-V的竞争是开源验证工具。但这仍然可以使用,因为与商用工具相比,这些工具还有很长的路要走。

Prikryl:我们在RISC-V域内进行合作,以与其他架构(例如Arm,ARC和其他架构)竞争。我们在研讨会或其他与RISC-V相关的活动中讨论RISC-V规范。我们进一步推动RISC-V架构。我们尝试创建从小型MCU到HPC和数据中心的最佳扩展性最佳架构,因此,如果您出于任何目的需要CPU,则RISC-V是正确的选择。我们正在努力使事情变得更好。但是,在客户方面,我们肯定会相互竞争以赢得交易。因此,您可以将其视为合作竞争的一个示例。

Talukdar:现在谈论竞争还为时过早。它是关于规范的解释,因为它是新的,并且根据您要达到的目的来解释设计意图。一旦对这些事情有了很好的理解,那么每个人都会去开发自己的版本。那就是竞争的开始。今天的主要问题是要告诉客户“这是经过验证的验证IP”。

SE:RISC-V是否正在进入汽车和军用/航空等市场?像安全这样的问题在这里吗?

普里克里(Prikryl):我们在汽车市场上有多家客户,我们正在与客户一起致力于符合汽车安全标准(ISO 26262)的RISC-V解决方案。这些应用的设计周期非常长,但我们肯定会在未来的汽车和军事/航空航天市场中看到RISC-V解决方案。

De Luna:我在航空电子学中看到了一些很棒的演示。例如,如果要遵守DO-254,则需要完整的RTL源代码。但是,完全符合DO-254的要求对于RISC-V来说还有很长的路要走。现在,开源内核中缺少的一件事是功能需求规范。开源社区非常擅长开发代码,但是他们通常会在之后开发需求文档。这是一种需要改变的心态。因此,从需求文档开始并定义所有功能,而不必太担心实现问题,设计人员可以创建实现和源代码,而验证工程师可以创建测试用例和测试代码。

Handchuh:基础定义了指令集体系结构。从安全的角度来看,最重要的层实际上是微体系结构和实现中的一两个层次。这就是真正问题的开始。因此,在ISO级别,必须确保这是所有公开定义和讨论的第一步,并且我们可以为新的安全功能添加钩子,等等。但是,这并不会完全消除对建立安全的实现以及由独立组织进行认证和验证的需求。这样一切都会留下来。其中的一部分是确保以某种形式维护供应链的安全性。这些问题并未完全消除,因为它们比RISC-V International和RISC-V Foundation建立的实际规范低了几个级别。

Talukdar:RISC-V肯定会进入汽车世界,其中部分与AI重叠有关。RISC-V的一件事是它非常适应。您可以使用任何算法并加以改进,使其成为非常定制的解决方案。

SE:使用RISC-V时遇到什么问题?

Roy Choudhury:我们看到的最大问题是这是一个新的体系结构,仍有一些难题需要解决。我们从验证的角度来看它,因为有太多的设计方案。人们还不能说他们像完全合规那样设计。不仅仅是ISA合规性。设计还需要正确运行。每个设计都有不同的微体系结构实现,因此我们确实需要围绕RISC-V建立一个非常好的验证生态系统,就像确保客户可以采用和/或设计一样,并且质量和可靠的可靠性至关重要。因此,我们需要确保进行更多的验证。

Prikryl:几年前,我们被问到RISC-V的成熟度,社区的规模以及类似的话题。同时,RISC-V和整个生态系统已经建立,我们不再遇到这些问题。如今,由于缺少某些ISA扩展,我们遇到了问题,例如DSP处理指令或规范的另一个缺失部分。但是,由于我们的自动化设计流程工具Codasip Studio对我们而言,这些并不是重大问题-添加缺失的指令或微体系结构功能可以在Codasip Studio中轻松完成。其他类型的问题是RISC-V规范有时不够精确,为解释留下了太多的自由。这可能会导致碎片化,这是一件坏事。我们必须对此小心。

塔鲁达:从我们的角度来看,RISC-V有一个ISA,您可以从中制作衍生品,这给验证带来了挑战。您可以得出指令集的特定部分,这就是构建硬件的方式。这对于指令集必须是可伸缩的,以便开发人员可以在更高的抽象级别上进行编写。这是开发硬件和生成衍生产品所必需的。那种方法使用不同的语言,并且这些语言的专家可以产生不同的设计。但是,您如何验证它们?您需要不同的验证组件来验证设计,但是有很多不同的ISA。您需要指令集模拟器,如果您有自定义ISA,则需要自定义模拟器。如果没有标准化,这可能是一个大问题。开源验证技术的捐赠很少。在使用这些核心并将这些核心引入开发流程之前,您需要所有这些组件来验证所构建的内容。在构建那些验证组件时必须有人带头。

De Luna:沿着这些思路,我们看到了业务方面的大问题。开源业务模型使公司很难进行投资。我们确实看到开源正成为一个巨大的运动,并且我们已经看到了在软件领域发生的事情。但是对于EDA,尤其是硬件验证工具,我们仍在评估我们将如何处理它。您需要确保无论您进行任何投资,都将产生该投资的回报。

Handchuh:从安全角度来看,安全性始终是系统问题。您必须考虑您的设备或芯片的方式,甚至降低IP是否适合系统的其余部分。因此,当然,您必须问自己更多的问题,您尝试进入的新垂直领域的新威胁模型是什么?这将改变很多事情。但是幸运的是,您可以拥有一些基本的构建基块,它们在解决安全方面总是相同的。那些可以使用相同类型的架构来构建,这是性能和吞吐量的问题,但是这是否行得通,但基本原理始终是相同的,对?您需要一些密码,您需要加密算法实现的实现,并且需要加速,如果要提高性能或带宽成为问题,则需要具有“可信执行”环境的概念。因此,您需要等待安全启动系统,然后确保您的应用程序在安全的环境中运行。那么,如何构建这些东西?总是一样的方法。问题是针对您的特定垂直领域,我是否需要加速事情以及哪些部分,这就是基础要考虑的内容,以及致力于安全性,加密和可信执行环境的任务组。因此,您需要等待安全启动系统,然后确保您的应用程序在安全的环境中运行。那么,如何构建这些东西?总是一样的方法。问题是针对您的特定垂直领域,我是否需要加速事情以及哪些部分,这就是基础要考虑的内容,以及致力于安全性,加密和可信执行环境的任务组。因此,您需要等待安全启动系统,然后确保您的应用程序在安全的环境中运行。那么,如何构建这些东西?总是一样的方法。问题是针对您的特定垂直领域,我是否需要加速事情以及哪些部分,这就是基础要考虑的内容,以及致力于安全性,加密和可信执行环境的任务组。

SE:设计流程中仍然缺少什么?所有工具都可以与RISC-V一起使用吗?

De Luna:主要是缺少UVM支持。UVM已成为被广泛采用的SoC验证方法,但是开源工具不提供任何UVM支持。UVM将为您提供受限的随机验证,功能覆盖范围和可重复使用性。真正取决于提供此开源社区的专业知识。我认为没有任何EDA供应商会为此提供大量技术。这不容易做到。

普里克里:让我们从不同的角度来看这个问题。作为一名程序员,我拥有所需的一切。我可以使用开源SDK,例如GCC(GNU编译器集合)或LLVM。模拟器和调试器也可用。整个IDE也是如此。来自多个供应商的商业软件工具也在这里。从硬件实现和验证的角度来看,我通常需要使用商业EDA工具,因为还没有开源工具(例如用于综合和验证的工具)。

罗伊·乔杜里(Roy Choudhury):我没有发现任何重大不足。调试和软件生态系统需要做一些工作,但是进展很快。

Talukdar:我们认为需要对RISC-V设计进行更多的集成测试和仿真。由于成本原因,有许多公司将使用RISC-V,并且大多数公司负担不起仿真器。因此,他们的目标是在FPGA中工作,但是就RISC-V设计的FPGA验证而言,我们有多少支持?

Handschuh:基金会正在制定更广泛的合规计划。还没有完成,还有很多工作要做,但是人们开始着手进行工作。希望在某个时候,我们可以达到合规工具准备就绪的状态,有人可以承担起这样的任务:“好吧,让我们将所有这些内容传递给这个测试套件,并确保它确实符合规范,甚至以某种行之有效的方式也符合规范。” 然后向RISC-V基金会询问一个好问题是,他们是否能够在某个时候给事物打上烙印。这将有助于推动整个生态系统的发展,因为那时我们都知道事物是合规的,可互操作的,并且接口正确。

原文:https://semiengineering.com/risc-v-whats-missing-and-whos-competing/

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