晶心科技
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瑞薩採用晶心科技RISC-V 32位元CPU核心
瑞薩電子日前與晶心科技(Andes Technology)進行技術IP合作。晶心科技提供以RISC-V為基礎的嵌入式CPU核心，以及相關系統單晶片(SoC)開發環境的供應商。瑞薩選擇AndesCore IP之32位元RISC-V CPU核心，嵌入其全新的ASSP中，該產品將於2021年下半年開始為客戶提供樣品。
瑞薩採用晶心科技RISC-V 32位元CPU核心
晶心科技總經理林志明表示，MCU供應商瑞薩電子已經將晶心的RISC-V核心設計到其預燒錄的特殊應用標準產品中。瑞薩和晶心都有相同的願景，就是RISC-V將成為SoC的主流CPU指令集架構(ISA)，並欣然迎接RISC-V時代。這不但是晶心科技代表性的里程碑，也代表開放原始碼RISC-V ISA作為主流運算引擎時代的來臨。瑞薩的客戶將會得益於為21世紀運算需求而建構的現代化ISA。
瑞薩物聯網與基礎設施事業部執行副總裁兼總經理Sailesh Chittipeddi則認為，晶心科技的RISC-V核心IP，提供可擴展的性能範圍，可選擇的安全功能，以及客製化的選項，讓瑞薩能夠對未來的特殊應用標準產品，提供創新的解決方案。客戶如果正在為現有或新興的應用產品，尋找經濟的替代方案，就會因此而得益於上市時程縮短與開發成本降低。
瑞薩以RISC-V核心架構為基礎的預燒錄設計ASSP晶片，在交貨時還結合專用的使用者介面工具，來設定應用產品的可程式參數，可提供客戶完整、最佳化的解決方案。這項功能可消除初期對RISC-V開發和軟體的投資障礙。此外，由瑞薩在各地具有特殊專業知識的合作夥伴所組成的大規模網路，將可提供集中化的客戶支援。
晶心新推Superscalar處理器
晶心科技日前宣布將推出AndesCore 45系列處理器內核，配備高效的循序執行及超純量管線(In-order, Superscalar Pipeline)設計，可針對各種需高性能且低功耗的即時嵌入式系統，如5G、車載訊息娛樂系統(IVI)、先進駕駛輔助系統(ADAS)和固態硬碟(SSD)提供解決方案。晶心計畫於2020年第一季向早期採用的客戶提供45系列的內核。
晶心科技總經理林志明表示，45系列是晶心在發展高性能領域的重要里程碑，特別是現有的RISC-V指令集以及隨之而來的市場驅動力，該公司很多已簽約客戶都在詢問何時會將雙發射的專業技術引入到RISC-V內核，很高興研發團隊已成功將這項技術導入產品中。
高性能嵌入式系統已經有不少的應用，但是客戶在既有微處理器架構和固定指令的處理器生態系統上依然希望能有更多的自由度，AndesCore 45系列就是專門為此類需求提供的解決方案。
45系列中將推出32位元A45/D45/N45和64位元AX45/DX45/NX45，其分別衍生於晶心成熟的25系列內核，並支援所有最新的RISC-V規格、系統平台組件、以及晶心14年來所研發的生態系統。45 A-系列可支援Linux作業系統並最多可擴展到四個內核；45 N-系列則支援RTOS的應用，而45 D-系列則支援RISC-V的SIMD/DSP指令集(P擴充指令集草案)。所有45系列內核均採用循序執行的8級雙發射超純量技術，並透過晶心的儲存流水線設計，可在不犧牲執行速度的情況下執行ECC，並且可選擇符合IEEE754的單精和雙精度浮點運算單元(FPU)。AX45內核在ECC開啟的情況下，依然可以在28nm製程的PVT邊界條件下達到1.2GHz的頻率，使其成為該性能級別上最佳的CPU設計之一；而極為優越的流水線技術還使其達到良好的5.4 Coremark/MHz高性能水準。這些循序執行處理器，可增強代碼執行的即時準確性，當與具有向量優先序的平台級中斷控制器(PLIC)配合使用時，45系列內核適於對響應時間和即時準確性要求高的嵌入式應用。
「贏向」AIoT時代大商機 RISC-V產業鏈力推共享/共榮
當產業進入PC與智慧手機之後的後手機時代，人工智慧(AI)與物聯網(IoT)結合的AIoT應用成為第三波科技發展浪潮，AIoT時代強調用高效能、低功耗嵌入式系統實現特定AI功能，而開放式指令集的新興嵌入式CPU架構RISC-V，可讓IC設計業者依照需要，增加專用指令集，正迅速在消費電子、通訊與物聯網、電腦運算與儲存、工業應用與影像監控等領域攻城掠地。
台灣RISC-V聯盟為讓相關產業深入瞭解嵌入式系統設計最新趨勢，邀集物聯網領域專家與代表廠商，從策略、技術跟實作等面向，分享RISC-V架構最新進展與市場動態，同時探討嵌入式系統業者如何面對AIoT多元、破碎、少量多樣的市場需求下，最佳的設計趨勢、實作對策與成功案例。
AIoT引領科技典範轉移
IoT帶領科技產業走向新世代，集邦科技董事長劉炯朗(圖1)觀察科技的發展趨勢，1960年代計算機網路崛起，網路在產業中扮演的角色越來越重要，從學術網路高等研究計劃署網路(Advanced Research Projects Agency Network, ARPAnet)到商業的網際網路(Internet)，開啟計算機互聯時代，然後發展到文件交換，再進展到社群網路蓬勃發展，個人行動網路興起，人與人透過網路連結成為常態，下一步將進展到萬物互聯的IoT時代。
圖1 集邦科技董事長劉炯朗認為，科技發展與偉大的研究或發明息息相關，歷屆的諾貝爾物理獎與圖靈獎便紀錄了科技發展的脈絡。
科技發展也與偉大的研究或發明息息相關，劉炯朗認為，歷屆的諾貝爾物理獎與圖靈獎紀錄了科技發展的脈絡，包括：電晶體(Transistor)、積體電路(Integrated Circuit)、光通訊、影像感測器、精簡指令集(Reduced Instruction Set Computing, RISC)、TCP/IP、全球資訊網(World Wide Web, WWW)、人工智慧(AI)、神經網路(Neural Networks)，一步步引領人類資訊科技的步伐。而在IoT世界，硬體架構應該更加開放與精簡，以便將複雜龐大的萬事萬物聯結起來。
開放/共享為RISC-V最大優勢
AIoT無疑是下一波產業的大浪潮，物聯網破碎化的特性，讓軟硬體架構醞釀新的典範轉移，芯原微電子董事長戴偉民(圖2)表示，PC時代的x86架構自主性低、不可控，軟硬體掌握在微軟與Intel手中；因此，行動通訊時代來臨時，訴求省電的RISC架構結合Android系統，以智慧手機為載體，帶領行動通訊時代的發展。物聯網更強調開放，於是從運算核心底層就更開放且架構更為精簡的RISC-V，成為各界看好的物聯網時代硬體主流。
圖2 芯原微電子董事長戴偉民表示，物聯網更強調開放，於是開放且架構更為精簡的RISC-V，成為各界看好的物聯網時代硬體主流。
Arm架構在過去發展的歷程中，建構了一個名為Linaro的產業推動聯盟，配合IBM、Google等大廠，投資大量的金錢和人力，讓Arm的軟硬體架構在聯盟的平台上獲得良好的發展。戴偉民直言，RISC-V產業鏈的完整性與豐富度現階段發展與Arm還有一段差距，希望可以仿造Linaro的模式，推動軟硬體平台與人才的發展。台灣與大陸在AIoT的趨勢之下，可以自身的優勢為基礎，進行緊密的合作，物聯網裝置與商機規模預期將遠大於PC或智慧手機，掌握物聯網的軟硬體架構核心，就能掌握AIoT的發展契機。
RISC-V 2013年發表之後，一直到2016年以後才受到產業矚目，戴偉民指出，其與x86、Arm架構並不存在取代與競爭的問題，透過合作甚至可以共用某些基本指令集，在多樣化的物聯網產業中發展更彈性且具高度成本效益的解決方案，未來RISC-V產業鏈將更加開放，並且強調研究成果共用，以共用推動產業與市場發展。而在中美貿易衝突的背景下，RISC-V本質是一套開放、免費的指令集，定義處理器軟硬體之間的介面規範，相當於一套開放標準。
精簡/開放架構聯結複雜IoT
IoT在Internet與Mobile Internet的基礎上發展，其規模也將更加龐大，而從雲端到邊緣終端，網路結構的複雜度大幅提升，晶心科技技術長蘇泓萌(圖3)說，物聯網是由數百億裝置聯結組成，雲端、霧端、邊緣終端都有各式各樣的平台、場域、應用與裝置，要能在這麼多不同的架構裡互聯互通，需要更開放的架構，RISC-V的基本指令只有四十多條，而且完全開放，透過這類精簡、開放的架構為基礎，才能將複雜的物聯網架構聯結。
圖3 晶心科技技術長蘇泓萌說，RISC-V的基本指令只有四十多條，而且完全開放，可以將複雜的物聯網架構進行良好的聯結。
針對物聯網的發展趨勢，蘇泓萌解釋，IoT裝置需要有效率地處理終端蒐集到的資料、具備長效電池續航力、裝置/通訊安全性、支援雲端運算、創新的應用模式等；而開放式架構也有助於滿足未來更多創新的應用，低功耗則能彈性地進行電源管理，並提升裝置的安全性。RISC-V基金會積極嚴謹管理規格標準，並允許所有參與的會員廠商在特定領域架構(Domain-Specific Architectures, DSA)進行客製化的延伸。
而分析AIoT嵌入式系統架構與RISC-V的應用趨勢，蘇泓萌進一步說明，晶心科技已推出基於RISC-V架構的AndeStar V5系列處理器核心，包括支援Linux的AndesCore A25/AX25，可用在無人機、智慧無線通訊、網通、影像處理、先進駕駛輔助系統(ADAS)、儲存設備、深度學習等範圍；以及有高效浮點運算的AndesCore N25F/NX25F，可用於語音處裡、馬達控制、衛星導航、高精度感測器融合以及高階智慧電表等應用。
產業合作豐實產業鏈為制勝之道
AIoT的發展更強調開放與產業鏈的合作，因此本活動透過產業座談希望凝聚產業發展共識，座談主題為：開放式架構與AIoT產業雙贏策略。由交通大學教授李鎮宜擔任主持人，邀請劉炯朗、戴偉民、蘇泓萌、Cortus台灣分公司總監楊鎮源、台灣西門子數位工業總經理Tino Hildebrand與談(圖4)。對於AIoT裝置強調高效能、低功耗，必須透過彈性、可模組化的硬體架構協助，但從數以百億的終端節點來看，少量多樣與應用破碎化是主要的特色，過去大量標準化的設計架構勢必有所變革，蘇泓萌說，RISC-V的開放特性將持續吸引更多廠商加入，並壯大產業鏈。
圖4 活動透過產業座談希望凝聚產業發展共識，由交通大學教授李鎮宜擔任主持人，座談主題為:開放式架構與AIoT產業雙贏策略。
再者，開放式架構RISC-V產業鏈的建立與串連更是一大重點，戴偉民建議可以學校教育為基礎，建設像Linaro一樣的產業生態系，在各領域吸引更多廠商投入與發展，並貢獻研發成果。而在多樣化的應用領域上，Tino...
晶心致力開拓RISC-V處理器應用領域
晶心科技宣布旗下RISC-V處理器系列於2019年授權案件數持續保持高速成長，僅上半年授權合約就超過60份，授權內容橫跨晶心RISC-V全系列各個解決方案。晶心深耕處理器IP領域多年，領先採用RISC-V架構並提供優質產品。其應用範圍十分廣泛，包括人工智慧、通訊設備、指紋辨識、可編程邏輯閘陣列、區塊鏈、物聯網、車聯網、先進駕駛輔助系統(ADAS)、應用程式安全和固態儲存設備等。
2019年上半年晶心共推出多個RISC-V系列產品，包括支援Linux、具備完整DSP指令集、並支援多達四個CPU快取記憶體一致性管理的32位元A25MP及64位元AX25MP多核心處理器；此外，32位元高效能、低功耗、含DSP指令集，適合用於採用即時作業系統(RTOS)或獨立控制(bare metal)的DSP應用的D25F也是本年度新產品；同時支援Linux和浮點運算的32位元A25及64位元AX25亦升級支援DSP指令集；而可配置性高、高效短管線、低功耗、具備3.95 CoreMark/MHz優異效能的32位元N22也於2019年初問世，適用於小型物聯網及穿戴式裝置等等入門級MCU應用。憑著多年來研發及供應CPU IP的豐富經驗，晶心準確掌握客戶對RISC-V處理器核心的真正需求，實現最大競爭優勢。
RISC-V因為其指令集開源、精簡、可模組化、可擴充的特點，市場潛力與發展備受重視。尤其在中國，在官方政策支援下，許多RISC-V愛好者積極投入開發RISC-V相關應用領域。這股熱潮促進業界對RISC-V的接受度及認可，造就產業生態系統的蓬勃發展。晶心2019年上半年的design win中，客戶應用領域廣泛，例如不同領域的客戶將超過三十二個、六十四個、乃至一千個晶心的RISC-V CPU 核心整合於單一AI晶片上來進行各種高效能、多工的複雜演算。此外，晶心於2019上半年推出N22商業等級核心免授權費的FreeStart 計畫，其簡單又快速的授權方式，也獲得業界及學界熱烈迴響，將協助開拓RISC-V應用疆域。
除了積極擴充產品線及應用領域之外，晶心也積極參與RISC-V社群及推展行銷活動，僅2019年度上半年，即參加全球超過30場展會，例如晶心於上海、深圳、新竹舉辦之RISC-V CON，台上台下互動熱烈及深入。其他積極參與的活動，包含RISC-V基金會在台灣及瑞士所舉辦的RISC-V Workshop、於北美及中國共九個城市所舉辦的RISC-V One-day Seminar巡迴演講，以及於TSMC OIP(Open Innovation Platform)論壇歐洲場中，主講RISC-V應用於TSMC製程。相信這些活動可以推展客戶對於RISC-V架構的了解，並加速RISC-V生態圈的拓展。RISC-V CON的系列活動，將分別在2019下半年度的10月15日於矽谷及11月14日於北京展開，參與的夥伴包括Amazon等知名大廠，將持續為聽眾帶來RISC-V的最新趨勢。
晶心推出N22商業等級RISC-V CPU FreeStart計畫
32/64位元高效能、低功耗、精簡CPU核心領導供應商晶心科技，採用其CPU晶片的總出貨量於2018年超過一年10億顆，宣布推出RISC-V FreeStart計畫，提供各界可以簡單又快速的方式得到商業等級RISC-V CPU核心N22來打造可靠的SoC。AndesCore N22是極精簡、低功耗和高效能的入門級RISC-V CPU IP，現已開放免費下載。N22效能達同級別間最高的3.95 Coremark/MHz，並提供豐富的可配置功能，包括乘法器、中斷控制器、本地記憶體、指令快取、除錯支援和可選用的AHB平台。透過RISC-V FreeStart計畫，無需CPU IP前期授權費用，工程師便能設計出基於RISC-V架構的SoC。
晶心科技總經理林志明表示，RISC-V可被快速採用並創造高需求，尤其是MCU級別的應用。工程師需要小型、低功耗又高效能的商業等級RISC-V核心來打造多元的SoC。不像一般開源RISC-V CPU不僅功能有限、缺乏說明文件，還須先經SoC工程師驗證；而採用商業等級的晶心科技N22 CPU便能跳過這些耗時又無法增加最終SoC價值的步驟，並將寶貴研發資源集中於提升產品價值。
晶心科技技術長暨執行副總經理蘇泓萌表示，N22 CPU是小型雙級管線的32位元RV32I/EMAC RISC-V CPU核心，具備16或32個一般用途暫存器、乘法器以及壓縮指令。N22也支援許多獨特可配置功能，例如硬體堆疊保護的StackSafe、有效管理能源的PowerBrake、可有效精簡程式碼技術的CoDense、以及提升效能的本地記憶體和指令快取。FreeStart計畫亦提供一年的技術支援和預先整合的AHB平台及常用的周邊IPs，省下尋找供應商和整合設計的時間。除此之外，RISC-V FreeStart計畫還能利用晶心科技全球下載量已超過1.5萬次的專業軟體開發環境AndeSight IDE，加速整體開發速度。AndeSight IDE現也開放免費下載，歡迎大家使用。
RISC-V FreeStart計畫已正式推出，無論是產業人士、研究界或學界都歡迎參加並簽署線上授權協議下載N22處理器來進行評估效能、實驗、研究、出版論文、專案開發或推出原型產品(Prototyping)，例如FPGA或晶片樣品等等活動。FreeStart計畫亦提供量產方案，讓業界、研究機構和學術單位等都能設計商用晶片或作為研究之用。設計團隊亦能選購技術支援方案，此方案包括線上e-service技術支援、用於SoC整合的AHB平台RTL程式碼、以及一套Corvette F1 FPGA 開發板。