應對汽車應用開發(fā)四大挑戰(zhàn),IAR工具鏈解決RISC-V跨架構開發(fā)難題
隨著RISC-V架構處理器在智能汽車領域的快速崛起,汽車應用中出現(xiàn)了多架構共存的系統(tǒng)架構,開發(fā)者在汽車應用開發(fā)中面臨著日益復雜的工具鏈挑戰(zhàn)。而要實現(xiàn)RISC-V在汽車垂直應用方向上的加速,離不開在整個開發(fā)工具鏈上的支持。
在第五屆RISC-V中國峰會汽車分論壇上,來自IAR Systems中國的資深工程師潘鋒發(fā)表了題為“加速RISC-V汽車應用開發(fā):挑戰(zhàn)、應對與IAR實踐”的演講。作為一家專注于軟件工具鏈的公司,潘鋒詳細闡述了IAR在汽車行業(yè)中的關鍵角色,分享了RISC-V在汽車應用開發(fā)中的挑戰(zhàn)及應對策略,并介紹了IAR的實際案例。
IAR Systems作為一家軟件工具鏈提供商的定位,盡管在汽車產業(yè)鏈中規(guī)模不大,但其作用不可或缺。從IAR的視角觀察,當前汽車應用開發(fā)中面臨著四大挑戰(zhàn):芯片架構的多樣性、軟件復雜度的激增、功能安全的實施壓力以及快速交付的迫切需求。
芯片架構的多樣性是首要挑戰(zhàn)。汽車電子領域的芯片架構可以分為三類:芯片廠商的專有架構、通用架構如ARM、以及近年來快速崛起的RISC-V架構。專有架構往往具有數(shù)十年的歷史,部分老舊架構已逐漸退出市場;ARM架構因發(fā)展時間長,生態(tài)較為成熟;而RISC-V在過去兩三年內,尤其在智能汽車領域,得到了快速發(fā)展。由于一輛汽車中通常需要使用多種架構的芯片,軟件生態(tài)的復雜性顯著增加。盡管ARM和專有架構的生態(tài)相對完善,但RISC-V生態(tài)仍需進一步建設。
軟件復雜度的提升是另一個核心問題。過去5至10年,汽車電子中軟件的比重顯著增加,導致開發(fā)復雜性大幅提高。然而,項目運行效率并未與復雜度的增長同步,行業(yè)不得不依賴增加人力來追趕生產效率。這種低效的現(xiàn)狀亟需通過優(yōu)化工具和流程來解決。
功能安全是汽車電子領域的關鍵要求。十年前,行業(yè)還在討論如何說服車廠實施功能安全,而如今,功能安全已成為標配。然而,實施功能安全顯著增加了開發(fā)工作量和項目周期,如何在保證安全性的同時提升效率成為行業(yè)關注的焦點。
快速交付被潘鋒稱為汽車應用開發(fā)所要挑戰(zhàn)的“終極大BOSS”。他分享了一個生動的案例:2016年,他在一家一級供應商工作時,負責一個安全關鍵部件項目,18個月的交付周期已是行業(yè)領先,比國內外競爭對手快6至12個月。然而,到了2023年,交付周期已縮短至9個月,而在近期業(yè)內某些從業(yè)者反饋,6個月已成為新常態(tài)??焖俳桓兜膲毫εc架構復雜性、軟件需求和功能安全的要求相沖突,對開發(fā)團隊形成了巨大挑戰(zhàn)。
為應對這些挑戰(zhàn),潘鋒分享了IAR在實踐中的幾大策略。
首先是平臺化。平臺化不僅限于硬件,還包括軟件和開發(fā)工具。例如,AUTOSAR等標準化協(xié)議棧以及平臺化的工具鏈(包括編譯器及其他工具)能夠讓開發(fā)者利用成熟的解決方案快速適配RISC-V開發(fā),從而減少重復工作,提升效率。
其次,使用經過認證的組件和工具是加速開發(fā)的重要手段。潘鋒強調,認證的CPU IP核、芯片、中間件以及工具鏈(如編譯器和靜態(tài)分析工具)能夠顯著縮短開發(fā)周期。這些認證組件符合ISO 26262等標準,減輕了開發(fā)者的驗證負擔,確??煽啃院秃弦?guī)性。
優(yōu)化開發(fā)流程也是關鍵。潘鋒提到,敏捷開發(fā)和持續(xù)集成/持續(xù)部署(CI/CD)已逐漸被汽車行業(yè)采納,尤其是在新勢力車企中。左移開發(fā)(即在開發(fā)早期引入測試和驗證)成為趨勢,例如虛擬ECU開發(fā)的實踐。這些方法通過更快的反饋循環(huán)顯著提升了開發(fā)效率。
低代碼開發(fā)是汽車行業(yè)近年來的另一趨勢。潘鋒以AUTOSAR配置工具為例,說明低代碼工具通過減少人工編碼,提高了設計階段的效率和質量,降低了錯誤率,從而助力團隊在緊張的交付周期內保持競爭力。
隨后,潘鋒分享了IAR在RISC-V汽車開發(fā)中的具體實踐案例。IAR提供了一套與架構無關的綜合工具鏈,涵蓋代碼編寫、編譯和調試,集成在一個統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境中。這種靈活性在多架構環(huán)境中尤為重要,能夠幫助開發(fā)者從ARM等傳統(tǒng)架構快速遷移到RISC-V。例如,IAR的工具支持混合架構芯片,其中RISC-V負責特定功能(如信息安全),而其他核保留原有架構。潘鋒提到一個案例:某芯片廠商使用ARM+RISC-V的組合,IAR的工具鏈通過支持異構多核調試,高效解決了跨架構的開發(fā)難題。
另一個案例展示了IAR在多核調試上的優(yōu)勢,支持非對稱多處理(AMP)和對稱多處理(SMP)混合模式。IAR在編譯鏈上的核心競爭力使其能夠以低成本實現(xiàn)高級功能調試,例如在芯來的多核NI900和單核NI300處理器上實現(xiàn)高效開發(fā)。
在功能安全方面,IAR的貢獻尤為突出。自2018年加入RISC-V基金會以來,IAR于2021年推出了全球首款通過ISO 26262認證的RISC-V工具鏈,達到最高工具置信度等級(TCL3)。潘鋒解釋,認證工具鏈免去了開發(fā)者自行驗證工具的繁瑣過程。自行認證可能需要6至12個月、2至4名工程師,成本在15萬至30萬美元之間,涵蓋工程、文檔和審計費用。使用IAR的認證工具鏈,開發(fā)者可以將精力集中在產品開發(fā)上,這一優(yōu)勢同樣適用于認證芯片和中間件。
IAR還順應了行業(yè)趨勢,支持CI/CD和DevOps實踐。傳統(tǒng)V字模型對快速交付不夠友好,而DevOps通過每次代碼提交的自動化測試和集成,顯著縮短了反饋周期。潘鋒提到,IAR自2019年起推出相關產品,滿足主機廠和一級供應商的實踐需求。
為進一步簡化部署,IAR于2025年推出了基于虛擬化容器的開箱即用鏡像。這些鏡像預配置了編譯工具鏈,開發(fā)者只需加載即可使用,無需手動部署,節(jié)省了大量時間。此外,IAR還推出了一種新的許可模式,支持多架構開發(fā),包括RISC-V和RISC-V+X等混合架構。這一模式避免了在不同架構間切換時重復部署工具鏈的麻煩,顯著提高了開發(fā)效率。
總結而言,當前開發(fā)者在RISC-V汽車應用開發(fā)中面臨多重挑戰(zhàn),從架構多樣性到快速交付的緊迫需求。IAR通過平臺化、認證工具、優(yōu)化流程和低代碼開發(fā)等策略,為開發(fā)者提供了高效解決方案。其架構無關的工具鏈、先進的調試能力以及認證工具鏈幫助行業(yè)應對復雜性,滿足功能安全和快速交付的要求。隨著汽車行業(yè)向智能化加速邁進,IAR的實踐為RISC-V在下一代汽車中的應用提供了有力支持。