RISC-V指令集架构如何提供更大的设计自由度和灵活性

介绍

半导体行业对更灵活、可扩展的处理器架构的需求持续增长，推动了 RISC-V 采用的稳定增长。 开源RISC-V指令集架构（ISA）最初由加州大学伯克利分校开发，近年来变得非常流行。 RISC-V 允许设计人员定制其处理器实现，以满足目标应用的特定需求。 通过选择想要用于设计的扩展，开发人员可以优化功耗、性能和/或面积 (PPA)。 RISC-V 还允许添加自定义指令，使设计人员能够针对特定用例（例如人工智能或汽车）开发和添加指令，并区分他们的设计。 RISC-V 架构以其开放性、选择余地和技术优势，被芯片开发商采用的速度持续加快。 SHD Group 在报告中预计，2023 年至 2030 年间，采用 RISC-V 处理器的 SoC 的复合年增长率将达到 40%。

采用 RISC-V 处理器的 SoC 预计复合年增长率 >40%

RISC-V指令集的优势

RISC-V作为一种开放标准指令集架构，由RISC-V International成员定义。 通过合作，这些公司可以为处理器创新的新途径做出贡献，同时促进新的设计自由度。 此外，RISC-V 不受与专有 ISA相关的限制，这使很多为寻求灵活性的公司提供极具吸引力的替代方案。

通用 ISA 使设计人员能够使用相同的基本 ISA 作为起点，并根据从嵌入式设计到高性能计算等应用的需求定制其设备。 与强大而广泛的软件生态系统相结合，为设计人员提供了高度通用的选择，同时可以满足广泛细分市场的独特需求。 设计人员不必局限于一组有限的开发工具，而是可以选择一组广泛且不断扩展的工具。 RISC-V 的日益普及反过来又推动了生态系统的持续发展。

Synopsys ARC-V 处理器 IP

目前有许多 RISC-V 实现可用，包括开源内核和商业 IP 产品。 Synopsys 作为高质量处理器 IP 的领先提供商，通过推出 ARC-VTM RISC-V 处理器 IP 为 RISC-V 的增长和采用做出贡献。 芯片设计人员将从供应商处获得更广泛的灵活、可扩展的处理器，该供应商在提供和支持 PPA 高效实施以及优化的软件开发工具和库方面拥有数十年的跟踪记录。

ARC-V 产品组合包括 32 位和 64 位处理器，具有高性能、中端和超低功耗系列，以及功能安全版本。 与 ARC 处理器一样，ARC-V 处理器 IP 允许设计人员通过添加自定义扩展来扩展、加速和区分其处理器内核，从而提高性能、降低功耗并缩小代码大小。

Synopsys ARC-V RISC-V 处理器系列

RMX 嵌入式、RHX 实时和 RPX 主机处理器可满足汽车、工业、消费、存储和网络等领域的广泛应用。 提供广泛的处理解决方案使客户能够满足不同的性能要求和可扩展性。

ARC 的差异化示例利用了Synopsys十多年的专业知识，提供针对汽车安全进行优化的处理器 IP。 支持安全的 ARC-V“FS”处理器从一开始就旨在实现 ISO 26262 标准定义的最高水平的功能安全，既用于系统开发，又提供硬件安全机制以支持 ASIL B 和 ASIL D 风险管理水平。 它们还符合 IS0 21434 汽车网络安全标准定义的实践。 凭借 ARC-V 处理器提供的 PPA 和功能安全优势，以及 Synopsys 在安保和安全方面的专业知识，汽车设计团队拥有坚实的基础，可以为未来的车辆开发更智能、更自主的系统。

Synopsys ARC-V 处理器受到不断发展的 RISC-V 生态系统的支持，为开发人员提供了一系列选择，以使用所有必需的开发工具构建灵活的环境。 Synopsys 的嵌入式硬件和软件合作伙伴为广泛的细分市场中基于 ARC 处理器的系统提供开发解决方案。 ARC-V 处理器还得到商业品质的 ARC MetaWare 开发工具包的支持，该工具提供完整解决方案，包括开发、调试和优化嵌入式软件所需的所有组件。

结论

RISC-V ISA 提供的灵活性、可扩展性和开放架构是其成功的主要驱动力。 RISC-V 提供了创新机会，使 SoC 架构师和软件开发人员能够定义新产品并在其产品组合中创造高度差异化。 随着RISC-V生态系统的成熟，RISC-V无疑将在推动未来更创新、更高效芯片的发展方面发挥重要作用。 借助 Synopsys ARC-V 处理器 IP，客户将受益于优化和可配置的实施以及利用这个广泛的 RISC-V 生态系统的灵活性，这将有助于实现他们的 IC 设计目标并加快上市时间。