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具效能/安全/成本優勢 RISC-V躋身晶片製造新利器
穩定性為ISA發展關鍵
RISC-V之目標是從其他處理器ISA錯誤中汲取教訓。關鍵是穩定性，包括指令集和內核，以及晶片設計人員、編譯器製造商、作業系統架構師和開發工具提供商等。這對於鼓勵工程師盡可能多在產業鏈中使用這種開源技術，使更強大處理器內核得到更多獲取和使用至關重要。特定應用開發人員可以使用最小記憶體和功耗來優化其固化的ISA代碼，但仍可擴展並與未來設備相容。這允許處理器內核開發人員應對指令集的各種不同實施方式，從簡單管線到具有多階和無序執行管線。這些會具有不同的延遲、尺寸大小和功耗，但彼此之間都具有底層相容性，以及生態圈中包含的工具。
在整個生態圈中提供這種穩定性是新指令集的關鍵。它的設計考慮了32位元、64位元和128位元位址空間，因此可以保持它們之間的相容性。該架構還專門設計具有可延伸性，以便為晶片製造商提供差異化和未來應用場景所需的客製化服務，但ISA的基礎仍然是絕對不受影響。
ISA開放性使軟體架構更有影響力
128位元ISA依然未確定，因為在嵌入式系統中，如此之大儲存容量幾乎沒有實際意義。但是，該體系架構將支援更大的位址空間這一事實凸顯了其前瞻性思維方式。這意味著為RISC-V編寫或移植到其上的軟體將永遠能夠在所有類似的RISC-V內核上運作，為軟體管理員提供了堅實的基礎，可以保護他們的軟體投資。由於ISA是開放的，因此可以開發多種硬體實施方案，因此軟體架構可以在最終硬體實施中變得更有影響力。
對於硬體設計人員之輸入會使RISC-V內核更加以軟體為中心，這導致出現了許多採用ISA的處理器內核，以及大量基於這些內核的系統單晶片(SoC)，Codasip、Syntacore、Hex Five和T-Head都開發相應的內核，而SiFive則推出了一系列32位元和64位元SoC。
SiFive由Yunsup Lee(RISC-V最初創建者之一)共同創立，作為SoC平台家族，於2017年推出首個RISC-V內核，並增加了對內核和晶片支援(圖1)。這些元件採用28nm製程，用於64位元多核Linux實施，或者採用180nm製程，適用於具有多種周邊設備的32位元低成本物聯網市場。
圖1 SiFive的U500 64位元多核開源處理器。
該公司的Freedom平台包括完整的軟體規格、用於開發作業系統的板級支援包(BSP)、開發板和基礎晶片等，允許客戶創建自己的晶片增強型設計和客製化產品。Freedom U500家族是一款完全支援Linux的嵌入式應用處理器，採用多核RISC-V CPU，運作速度為1.6GHz甚至更高，支援加速器和快取記憶體一致性，適於機器學習、儲存和網路等應用。它支援標準的高速周邊設備，包括PCIe 3.0、USB 3.0、Gb乙太網路和DDR3/DDR4。
Freedom E300家族為設計用於物聯網和可穿戴設備市場的嵌入式微控制器(圖2)。基於Freedom E310的HiFive1相容Arduino的RISC-V開發套件採用SiFive的E31 CPU Coreplex，是一款高性能32位元RV32IMAC內核，能夠以超過320MHz的頻率運作(圖3)。
圖2 採用RISC-V ISA的E300開源32位元MCU家族。
圖3 HiFive1 RISC-V開發套件。
SiFive還將RISC-V指令集用於據稱是世界上最小嵌入式處理器內核。S2內核IP家族是一個可配置內核，可以小到只具有13,500個邏輯閘(在RV32E 32位元版本狀況下)。S21 64位元嵌入式內核具有獨立指令和資料匯流排，以及兩組緊密整合的記憶體(TIM)，這使SoC能夠擁有一個始終開啟的低功耗32位元CPU，可與高階64位元CPU結合使用，當某些應用需要更高性能時(例如語音啟動智慧型設備)，該CPU可以開啟。這種開發配置有助於滿足機器學習和物聯網連接設備日益成長之需求，其中即時載荷已經產生了對邊緣處明顯增強的嵌入式智慧之巨大需求。
RISC-V的開源特性已經為Kendryte、efabless和low RISC等新創公司開闢了SoC設計，但更多主流晶片提供商也在使用該技術。Microsemi(現為Microchip一部分)已經為SiFive生產了一些開發板，而NXP則擁有自己的RISC-V晶片。Andes Technology和Greenwave也開發了基於ISA的多種IC。Faraday Technology已將ISA用於ASIC平台，目標是下一代邊緣人工智慧(AI)和物聯網SoC的設計和批量生產。其彙集了RISC-V內核IP整合和SoC設計驗證，以及全功能參考設計套件，其中包括即時作業系統(RTOS)和周邊設備驅動程式，所有這些都採用55nm制程，適用於電池供電的邊緣設備。這突顯了硬體製造商可以在標準ISA基礎上實現差異化。Faraday Technology在其平台中整合有動態電壓和頻率調節(DVFS)、功率模式切換和快速系統喚醒等功能，也可以安全地整合軟體庫和驅動程式，以確保晶片在實現特定的介面、感測和電源管理功能時能夠無縫工作。
RISC-V ISA可與各種工具共同使用
RISC-V ISA的另一個優勢是它能夠與各種工具一起使用。Microsemi在其FPGA產品中使用了ISA，其中包括Express Logic的ThreadX、華為LiteOS和Micrium µC/OS-II等多種嵌入式作業系統。主機板包括RTG4開發套件和PolarFire評估套件等，其中還包括Microsemi和Olimex的除錯硬體鑰匙(Debug...
工業資安保衛戰 IT/OT各司其職
資訊安全不再只是IT部門的責任，企業應由上而下落實資安防護，發展智慧資安。若能有成熟的資安事件應變能力、資安人才團隊，並結合AI邁向智慧資安，企業將能夠更穩健地推動數位轉型，保護數位資產。
IBM全球安全營運中心副合夥人黃勵孟表示，資安是企業裡每一個人的責任，除了IT部門之外，OT部門也不能置身事外。針對工業資安防護，有三項要點，首先應注意的是資安事件管理平台(Security Information Event Management, SIEM)與威脅獵捕(Threat Hunting)能夠相輔相成；另外，OT和IT的資安防護可以在資安監控中心(SOC)裡融合；並應定期增進SOC的能力。
黃勵孟進一步說明，台灣有非常多智慧財(IP)的廠商，因此資安防護也就更顯重要。資安威脅有80%是已知的，然而未知的20%卻能夠造成80%的傷害。威脅獵捕是歷史數據的分析，廠商可以透過這樣的技術，看出哪些行為是異常的，藉此增進SOC的能力。威脅獵捕讓SOC具備主動出擊的能力，在獵捕後可以進行分析，之後再分享給企業的其他團隊進行反應與處理。但要注意的是，威脅獵捕並不能取代SIEM功能，SIEM是即時的反應回饋，而威脅獵捕則是收集大數據的歷史數據進行分析與追蹤(如圖)。
(圖片來源：IBM)
黃勵孟指出，資安威脅是瞬息萬變的，必須與時俱進。不能依賴單一產品處理資安危機，應有健全的系統，才能防堵惡意威脅。除了IT部門，OT部門也要納入資安防護體系之中。IT和OT部門最大的差異在於其文化，IT通常十分動態，習慣不斷變化的工作環境，OT則相對安定，OT部門的設備年齡可能動輒十年，就算有使用補丁也不會想要大幅度的變動。然而既有的系統未更新、未加密、使用許多第三方廠商的產品等都是資安漏洞可能的藏身之處。
針對OT部門的資安保護黃勵孟說明，Ot和IT的資安管理是不同的，OT部門可能正在使用舊的設備與協定，須要關注的是設備的輸出，有輸出的地方就會有漏洞，因此就須要進行檢測。OT部門應注重資產的發現(Asset Discovery)、協定的識別/違反(Protocol Identification/Violation)和參數的分析/偏差(Parameter Profiling/Deviation)。資訊安全管理是一條漫長的路，因此必須擬定一個長期的計畫，釐清手上擁有的資源並善加利用。
拓展業務範圍 Imagination跨足IP驗證服務
為擴大業務範圍，尋求更多收益，Imagination Technologies近日宣布推出客製化的諮詢、代管與部署服務「IMG Edge」，協助客戶縮短SoC產品上市時程和降低整體成本；且此一服務還包括完備的上市支援服務組合，降低客戶推動SoC產品上市時的複雜度及成本。
Imagination驗證平台副總裁Colin McKellar表示，該公司相信IMG Edge將成為市場的遊戲規則改變者，讓使用者能在驗證過程初期找出潛藏的錯誤，節省公司時間並大幅降低成本。該公司具有25年以上的SoC開發經驗，能為驗證服務提供深厚的專業知識和一系列的專利流程，以實現關鍵的業務成果；同時結合該公司的專業知識和獨特方法論，意味著IMG Edge可協助客戶加速進入市場，並為其節省數百萬美元的設置成本。
據悉，IMG Edge包含了三個領域的主要元素，分別為平台、諮詢和方法論。此一服務包括先進的設計和驗證解決方案，以諮詢和Imagination的端到端設計和驗證專業知識為後盾，可提供從最底層硬體元件到複雜消費性裝置的所有內容。
舉例而言，IMG Edge中的一個關鍵方法論，可克服如何在數據路徑繁重的設計中，快速驗證複雜的控制邏輯和數學，而這些數據路徑繁重的設計，都是在各關鍵市場中的運算密集SoC所採用的。此方法論可處理複雜的64位元ALU，並提供具絕對數據一致性的證明。目前IMG Edge包含幾種先進的方法論，不過有些並未公開揭露。
簡而言之，藉由使用Imagination的資料中心、工具、方法論、虛擬平台和硬體加速器，再結合客製化以及廣泛的領域專業知識，將能為SoC設計、製造節省數千萬美元的成本，並縮短數個月的專案時間；此外，IMG Edge還可完全量身打造，以滿足不同需求及應用市場，包括汽車、消費、工業、行動和安全的個別需求。
IMG Edge可為汽車、消費、工業等不同應用量身打造。
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。
諾領採用CEVA技術eNB-IoT SoC完成商用NB-IoT網路通話
CEVA和諾領科技(Nurlink)宣佈，已使用諾領科技的NK6010 NB-IoT系統單晶片(SoC)在中國電信NB-IoT網路上成功完成首次無線(OTA)通話。在此一於中國南京進行的測試中，諾領科技的SoC通過NB-IoT網路連接到中國電信的IoT雲平台，此一成果代表諾領科技建基於CEVA-Dragonfly NB2的SoC即將邁入大批量生產的重要里程碑。
諾領科技執行長孔曉驊博士表示，在開始SoC設計不到15個月的時間內，即在世界上其中一個最先進的NB-IoT網路上完成首次無線通話，感到非常自豪。CEVA-Dragonfly NB2平台以及CEVA卓越的技術支援是讓我們可以如此迅速站上此一重要里程碑的堅實基礎。
CEVA副總裁兼無線物聯網業務部門總經理Ange Aznar表示，CEVA致力於通過提供全面的NB-IoT IP解決方案，確保NB-IoT成為物聯網設備遠端連接的首選標準，而我們的NB-IoT IP解決方案可為那些有意尋求將此項技術整合到SoC設計中的企業大幅降低進入門檻。諾領科技所達成的最新里程碑令人擊節讚賞，同時充分肯定了其工程團隊的卓越表現以及CEVA-Dragonfly NB2 IP快速推進NB-IoT SoC設計的強大功能。
NK6010是一款具有超低成本和理想功耗效益的NB-IoT SoC晶片，專為用於大規模物聯網設備(如智慧電錶、穿戴式設備、資產跟蹤器和工業感測器)中的窄頻連接而設計。這款圍繞著CEVA-Dragonfly NB2解決方案所建構的SoC晶片，整合了RF前端、RF收發器、蜂巢式基帶、電源管理單元和應用處理器，以期最大限度地降低晶片的尺寸和解決方案的成本。NK6010隨全球主要營運商支援全NB-IoT頻段，以確保可在世界各地的任何一個NB-IoT商業網路上實現平穩、快速的設備認證。該SoC晶片還包括一個極低功耗的多GNSS子系統，該子系統支援GPS/北斗/Galileo/GLONASS全球導航系統，以容許快速定位並支援高精度的設備跟蹤。目前NK6010正由全球各地的營運商進行測試之中，預計將於今年稍晚進入大批量生產。
CEVA-Dragonfly NB2 IP解決方案是一模組化技術，由CEVA-X1物聯網處理器、最佳化的RF收發器、基帶和協定堆疊組成，以提供可大幅縮短產品推出市場的時間並降低進入障礙的完整Release 14 Cat-NB2數據機IP解決方案。它是一款完全軟體可配置的解決方案，可以通過多衛星GNSS和感測器融合功能進行擴展。這款IP包括完整數據機的參考設計，包括嵌入式CMOS RF收發器和PA、高級數位前端、實體層韌體和協定堆疊(MAC、RLC、PDCP、RRC和NAS)。
東芝推出新低電壓驅動系列光繼電器
東芝推出新系列五款光繼電器產品，該系列光繼電器均採用業界最小型封裝S-VSONR4 (2.0mm × 1.45mm)。其適用於自動測試設備、記憶體測試儀、SoC/LSI測試儀和探針卡。產品已開始出貨。
TLP34xxSRL系列(兩款元件)和TLP34xxSRH系列(三款元件)均具備輸入電壓驅動特性。TLP3406SRL和TLP3407SRL系列均支援1.8V(典型值)-3.3V(典型值)直流電壓，而TLP3406SRH、TLP3407SRH和TLP3412SRH支持3.3V(典型值)~5V(典型值)的直流電壓，有效提高了與當今低電壓FPGA產品的相容性。
這些新型光繼電器採用小型S-VSONR4封裝，所需安裝空間為2.9mm2，與東芝上一代VSONR4 (2.75mm × 1.45mm)封裝相比，封裝尺寸縮小近27%。此外，這些元件均配有內建輸入電阻器，無需外部輸入電阻，有效節省空間。該小型封裝及其空間需求有助於設計人員設計更小型的測試板，特別是探針卡。除了便於增加電路板上光電繼電器的數量，也可實現更高密度的解決方案。
即便新型光繼電器均採用小型封裝，然而，斷態電壓30V、導通電阻Ron 0.2Ω(最大值)的TLP3406SRx可驅動高達1.5A的大電流，斷態電壓60V、導通電阻Ron 0.3Ω的TLP3407SRx可驅動高達1A的大電流。TLP3412SRH可驅動高達0.4A (VOFF = 60V/Ron = 1.5Ω)的電流。因此，非常適用於驅動一系列測試設備的電源應用領域。所有這些新元件的工作溫度均高達110℃(最大值)。
即便新型光繼電器採用最小封裝的電壓輸入控制光繼電器：安裝空間 2.9mm2 (典型值)，控制訊號採用的兩種輸入電壓：直流1.8V(典型值)和直流3.3V(典型值)，VOFF支援30V/60V，ION支援0.4A-1.5A。應用場合為自動測試設備(ATE)、記憶體測試儀、SoC和LSI測試儀以及探針卡。
Dialog推出全新超低功耗Wi-Fi SoC
Dialog推出了FC9000，這是自收購Silicon Motion行動通訊產品線以來發布的Dialog首款Wi-Fi SoC。FC9000專為電池供電的物聯網設備設計，如智慧型門鎖、視訊監控系統、智慧恆溫器和無線感測器等，可直接與Wi-Fi網路連接，同時提供可支援使用超過一年的電池電量。
以前在Zigbee、ZWave或藍牙標準上運行的設備需要與昂貴且繁瑣的網路閘道器或智慧手機配對才能與雲端連接，增加了物聯網應用的複雜性和不必要的成本。如今FC9000的推出克服了這些問題，協助我們更向Wi-Fi無處不在的世界邁進一大步。
Dialog Semiconductor連接和音訊事業部門總經理資深副總裁Sean McGrath表示，FC9000是Dialog新的VirtualZero產品系列中的第一款產品，它補充了現有針對連接設備的藍牙低功耗SoC產品組合，代表著提供給客戶的新一代物聯網連接創新。這款Wi-Fi設備是Dialog計劃推出的系列產品中的第一款，它解決了製造商和終端用戶在物聯網網路相容性和功耗方面的主要難題。
FC9000的專有節能演算法設定了新的工業電源基準，使其能夠在僅數微安的範圍內工作，延長了終端設備的整體電池壽命。Venstar是領先的能源管理系統供應商，也是全球最大的恆溫器供應商之一，已經採用FC9000。
Venstar執行長Steve Dushane表示，感謝Dialog的新SoC，Venstar的客戶正在享受更高效，更可靠的Wi-Fi感測器以及超過一年的電池續航時間。率先推出這項技術，將為Venstar帶來顯著的競爭優勢。
SoC還具有單獨的硬體加速加密引擎，可提高Wi-Fi加密的速度，例如WPA2-Enterprise和Personal。 此外，也支援更高層的商業級安全加密，例如TLS，用於網站安全的最新標準HTTPs。
FC9000是一個用於Wi-Fi網路的解決方案，可以在終端設備直接運行自身的應用程式。無需外部網路處理器或微控制器，但如果需要可以與微控制器一起運行。該元件隨附的SDK可以協助進行快速設計，並提供1.6MB的SRAM內建儲存空間。
瑞薩以感知快速入門軟體實現嵌入式汽車ADAS開發
瑞薩電子以其R-Car V3H系統單晶片(SoC)為基礎的新型感知快速入門軟體(Perception Quick Start Software)，來持續加快先進駕駛輔助系統(ADAS)的開發。該解決方案提供了參考軟體，可用於攝影機障礙物偵測(Camera Obstacle Detection, COD)、光達障礙物偵測(LiDAR Obstacle Detection, LOD)和道路特徵偵測(Road Feature Detection, RFD)，這就是以感測器為基礎的Level 2+自動駕駛車輛系統中，三個關鍵的識別領域。
R-Car V3H SoC在低功率水準下，提供高電腦視覺性能和人工智慧處理的組合，為Level 2+自動駕駛汽車中的汽車前置攝影機，提供最佳化的嵌入式解決方案。為了實現最先進的識別技術，瑞薩為SoC設計了專用的硬體加速器，用於關鍵演算法，包括卷積神經網路(Convolutional Neural Network)、稠密光流法(Dense Optical Flow)、立體視差(Stereo Disparity)和物件分類(Object Classification)。這些加速器很複雜，卻經濟又節能，全新的感知軟體為使用加速器的開發人員，提供了端點到端點的管線參考軟體，讓客戶能夠開始應用產品設計，無論這些客戶是專家，還是沒有相關經驗。參考軟體涵蓋來自感測器或記錄資料的輸入，處理的所有階段和螢幕上的顯示輸出。
瑞薩汽車先進系統創新部門總監Tim...
Xilinx連續兩年贏得年度最佳視覺產品獎
賽靈思(Xilinx)宣布，日前在加州聖塔克拉拉登場的嵌入式視覺高峰會上，賽靈思AI平台獲得2019年度最佳視覺產品獎中最佳雲端解決方案的殊榮。此獎項由嵌入式視覺聯盟所頒發，旨在表揚產業領導廠商在研發與促進新一代電腦視覺產品上的創新成就。賽靈思已連續兩年抱走此大獎。
賽靈思的AI平台是業界首創同時能對硬體與軟體進行最佳化的解決方案，其全方位的軟體環境讓使用者能在像Caffe、TensorFlow及MXNet等標準框架中直接編譯與量化已事先訓練好的神經網路模型，進行最佳化後再建置到賽靈思SoC與FPGA晶片上。
該平台讓各種機器學習加速應用能被部署在雲端與邊緣，支援包括即時視訊轉碼與內容、自動語音辨識以及即時串流視訊中的物體偵測等應用。這已是賽靈思連續兩年榮獲年度最佳視覺產品獎，同時也是AI平台在近三個月內獲得的第二個獎項；另一個是在嵌入式電子與工業電腦應用展(Embedded World)中獲得《嵌入式運算設計雜誌》(Embedded Computing Design)的最佳展示獎(Best In Show)。
專訪新思科技設計事業群聯席總經理Deirdre Hanford 萬物智慧化讓EDA工具更吃重
新思科技設計事業群聯席總經理Deirdre Hanford(圖)表示，各種智慧應用的蓬勃發展，是帶動半導體產業成長的主要動力來源，但這個趨勢也使得晶片設計變得更加複雜，晶片開發者必須要有新的設計工具輔助，才能趕得上客戶要求的產品上市時程，進而抓住商機。
新思科技設計事業群聯席總經理Deirdre Hanford表示，萬物智慧化讓IC設計更加複雜，IC設計業者需要更強大的EDA工具。
為此，新思推出了融合設計平台(Fusion Design Platform)，並在推出的第一年即達到超過100個產品投片(Tapeout)，寫下7奈米製程的重要里程碑。該平台協助客戶提升20%的設計結果品質(Quality-of-Results, QoR)，並達到超過2倍的結果效率(Time-to-Results, TTR)。融合設計平台整合新思科技的數位設計工具，並重新定義傳統設計工具的範疇，包括共享引擎、用於邏輯及物理表現(Logical and physical representation)的單一數據模型。
此外，新思也與安謀國際(ARM)擴展合作關係，推出支援新思Fusion Compiler解決方案的QuickStart實作套件(QIK)。這是一個從RTL到GDSII完全整合的實作系統，可讓採用ARM架構的SoC設計達到最快速的結果效率，並改善功耗、效能與晶片面積，能快速實現具備安謀最新核心架構的高度差異化產品。這項合作已讓採用內含Cortex-A76與Neoverse N1處理器的SoC先期用戶，成功實現投片。
而為了協助推動AIoT晶片研發，新思在台灣也已經與台灣大學、清華大學、交通大學、中央大學以及成功大學等五所頂尖大學共同啟動「AIoT設計實驗室」產學合作計劃，捐贈各校晶片開發核心套件與人工智慧/機器學習教材(AI/Machine learning)，以誘發學界對於AIoT設計的強大研發能量，並培育先進半導體設計人才。