基于 RISC-V 的 CPU 支持汽车功能安全

日本的知识产权 (IP) 供应商 NSITEXE（从 Denso Corporation 分拆出来）推出了一种基于 RISC-V 的新型 32 位通用 CPU，该 CPU 支持 ISO 26262 ASIL D 级汽车应用功能安全。

NS31A 是一种通用 CPU，用于控制包括汽车应用在内的各种嵌入式系统。它具有使用 32 位 RISC-V 指令集架构 (RV32IMAF) 的单问题、有序四级流水线。它支持汽车应用所需的 ISO 26262 ASIL D 功能安全，还支持 AUTOSAR 平台所需的特权模式。

CPU 基于 NSITEXE 的 DR1000C 数据流处理器，该处理器最近获得了 SGS-TÜV 的 ISO 26262 ASIL D 就绪认证。 DR1000C 是一款并行处理器 IP，非常适合卸载面向安全关键系统的汽车微控制器所需的高负载算术处理（如模型预测控制、人工智能 (AI) 推理和传感器处理）。据该公司称，多达 16 个硬件线程有效地利用了一个矢量处理器，从而实现了极高的功率性能。 DR1000C适用于车辆控制以及各种嵌入式应用，如工厂自动化中的工业设备和雷达等传感器处理。

DR1000C 具有集成的硬件安全功能，包括用于存储器的纠错码 (ECC)、双核锁步架构、总线协议违规检测以及一个错误管理单元，该单元可注入错误以进行自诊断、向主机系统报告错误并管理他们的状态。这些特性使该处理器无需添加任何外部特殊安全机制即可满足 ASIL D 安全要求。

DR1000C 矢量处理单元的主要部分有两种安全机制（硬件检查器和软件测试）。用户可以根据应用程序的性能要求以及目标 ASIL 选择这些机制。具有锁步架构的硬件检查器能够满足 ASIL D 随机硬件故障检测要求。此外，即将推出的软件测试库将满足 ASIL C 要求，从而充分发挥矢量处理单元的计算能力。

符合 ASIL D 标准的 DR1000C-SDK（软件开发套件）提供安全、准确的线程控制以及内存保护和时间保护功能。通过利用这些功能和符合 ISO 26262 的工具链，用户可以专注于应用程序开发，从而缩短开发时间。 SDK 中包含的线程控制软件具有安全关键系统所需的各种功能，例如实时任务的优先执行和线程执行监控。

NS31A-HSK（硬件安全套件）提供故障模式影响和诊断分析 (FMEDA)、安全手册、安全案例报告和 ISO 26262 相关文档。它减少了分析汽车微控制器的功能安全以及获得认证所需的时间。

嵌入式工作台开发工具链

NS31A 上提供了基于开源软件 (OSS) 的开发工具。对于功能安全开发，IAR Systems 的 RISC-V 嵌入式工作台已获得 ISO 26262 和其他标准的认证，将支持 CPU 作为标准功能。这是由 NSITEXE 和 IAR Systems 之间的合作伙伴关系提供的，并通过 EDA 工具和半导体 IP 分销商 NeXtream Corporation 提供给客户。

IAR Systems 首席执行官 Stefan Skarin 表示：“我们与 NSITEXE 的合作将我们联合的强大技术和服务进一步带入了 RISC-V 社区，并为功能安全开发提供了更多的可能性。 IAR Systems 的功能安全产品提供业界最广泛的标准覆盖范围，我们现在与 NSITEXE 一起帮助公司加快在确保安全对成功至关重要的应用中使用 RISC-V 的途径。”

NSITEXE 首席技术官 Hideki Sugimoto 补充说：“我们的开发工作一直专注于三大支柱——多功能性、效率和功能安全——并着眼于巨大的未来趋势。 NS31A 将这些实现为具有高功能安全性的 RISC-V 32 位通用 CPU，适用于希望轻松、合理、安全地控制嵌入式系统的用户。 NS31A 不仅为汽车应用提供可靠性，还为工厂自动化和医疗等领域需要高度安全性的许多嵌入式系统提供可靠性。”

“在实现高功能安全性的努力以及我们创新的处理器技术的基础上，我们支持智能移动和 MaaS [移动即服务]，从而有助于以丰富人们生活的方式改变世界，”杉本说.

NSITEXE 是一家 IP 供应商，成立于 2017 年，是电装公司的衍生公司，专门从事高级处理器的开发。该公司开发支持功能安全的基于RISC-V的处理器IP。