統(tǒng)一的工具鏈實現(xiàn)跨平臺兼容性,HighTec編譯器助力RISC-V汽車MCU快速發(fā)展
RISC-V作為一種開源指令集架構,正迅速在汽車行業(yè)中嶄露頭角,其靈活性和開放性為芯片廠商提供了創(chuàng)新空間。然而,RISC-V生態(tài)的成功離不開強大的開發(fā)工具鏈支持,其中高性能編譯器尤為關鍵。編譯器不僅是連接硬件與軟件的橋梁,還直接影響MCU的性能優(yōu)化與功能安全。面對汽車行業(yè)對高可靠性、低功耗和高算力的需求,編譯器需在確保ASIL-D等嚴格標準的同時,最大化發(fā)揮RISC-V芯片的潛力。
在2025年第五屆RISC-V中國峰會-汽車分論壇上,HighTec中國區(qū)技術負責人溫吉輝發(fā)表了題為“HighTec助力RISC-V汽車MCU快速發(fā)展”的演講,詳細介紹了HighTec在RISC-V編譯器生態(tài)中的角色與貢獻。作為一家擁有40余年編譯器開發(fā)經驗的企業(yè),HighTec以開源技術為基礎,專注于為汽車行業(yè)提供符合功能安全標準的高性能編譯器解決方案。溫吉輝的演講從技術角度闡述了HighTec如何通過工具鏈創(chuàng)新支持RISC-V架構在汽車領域的應用,助力整車廠和芯片廠商實現(xiàn)平滑過渡與高效開發(fā)。
HighTec自1982年成立以來,始終堅持以開源技術打造符合車規(guī)級標準的商業(yè)產品。溫吉輝指出,公司的所有產品均通過了ISO 26262標準中最高的ASIL-D功能安全認證,彰顯了其在安全關鍵應用中的可靠性。HighTec的編譯器產品覆蓋了汽車行業(yè)主流的微控制器(MCU)架構,包括英飛凌的TC4、TC3、TC2系列以及低功耗SCR內核。此外,HighTec的編譯器還支持基于ARM的A核、M核和R52+核,以及PowerPC架構,展現(xiàn)了其在多架構支持上的廣泛適用性。對于RISC-V架構,HighTec提供了兩款專用編譯器:一款針對動力域和底盤域的32位編譯器,適用于當前主流的32位MCU;另一款針對高算力需求的64位編譯器,支持如安卓和Linux等系統(tǒng)。溫吉輝強調,這些編譯器旨在最大化CPU性能,同時確保功能安全,為汽車制造商提供了強大的工具支持。此外,HighTec近期還針對瑞薩MCU發(fā)布了編譯器,并正在進行遷移工作,以適應瑞薩在汽車市場日益增長的應用需求。
溫吉輝介紹了HighTec編譯器的核心理念,即通過統(tǒng)一的工具鏈實現(xiàn)跨平臺兼容性。自2018年為意法半導體(ST)開發(fā)首款ARM編譯器以來,HighTec全面轉向基于LLVM的編譯器技術。LLVM技術因其高效性和靈活性,已被蘋果、谷歌、英偉達和Meta等科技巨頭廣泛采用。HighTec的RISC-V編譯器設計初衷是讓用戶在從ARM等傳統(tǒng)架構切換到RISC-V時,能夠實現(xiàn)平滑過渡。無論是基于ARM、PowerPC還是其他內核的芯片,HighTec的現(xiàn)代編譯器技術都能確保一致的開發(fā)體驗。溫吉輝特別提到,HighTec為博世定制了專用編譯器版本,以滿足特定客戶需求,同時為整車廠提供多芯片平臺的工具鏈統(tǒng)一性,降低開發(fā)復雜性。
在RISC-V編譯器的開發(fā)上,HighTec注重性能優(yōu)化與供應鏈靈活性。當前版本的編譯器已適配RISC-V標準指令集及常見擴展指令集。溫吉輝透露,下一版本計劃加入P指令支持,以滿足國內在矢量處理方面的需求。然而,由于P指令標準尚未完全定稿,出于安全性和可靠性的考慮,當前版本暫未納入該指令。這種謹慎的態(tài)度反映了HighTec對車規(guī)級產品穩(wěn)定性的嚴格要求。溫吉輝還分享了HighTec與英飛凌合作的最新進展。在峰會主論壇上,英飛凌生態(tài)總監(jiān)宣布其下一代平臺RC1將從傳統(tǒng)架構全面轉向RISC-V。HighTec為此開發(fā)了一套虛擬評估方案,結合其編譯器、虛擬開發(fā)套件(VDK)以及勞德巴赫虛擬平臺,模擬RC1芯片及其外設(如CAN收發(fā)器、存儲和ADC模塊)。這一方案允許客戶基于現(xiàn)有TC4或TC3軟件協(xié)議棧,稍作修改即可適配RC1芯片,從而實現(xiàn)從軟件開發(fā)到下一代平臺的無縫遷移。溫吉輝展示了一個基于RC1的原型Demo,包含兩個任務:CAN信號收發(fā)和基于中斷的通信模擬,運行在模擬的RC1芯片上。這套虛擬環(huán)境不僅支持軟件開發(fā),還可用于下一代平臺的預研和基準測試。
開源技術是HighTec理念的核心。溫吉輝強調,公司積極參與LLVM和Rust社區(qū),推動編譯器技術的進步。Rust作為一種在歐洲日益流行的編程語言,因其能有效解決C和C++中的內存泄漏問題,受到汽車行業(yè)關注。HighTec正在開發(fā)支持Rust的編譯器,計劃在2025年第四季度實現(xiàn)對RISC-V平臺的支持。溫吉輝提到,國內車企如蔚來、理想和小米已開始使用Rust重構固件,以提升系統(tǒng)可靠性和安全性。HighTec的工具鏈支持C、C++與Rust混合開發(fā),允許制造商在保留現(xiàn)有驗證代碼的基礎上,針對內存相關問題進行重構,最終通過連接器生成可執(zhí)行文件。這種靈活的開發(fā)方式為解決量產或售后中的軟件問題提供了有效途徑。
功能安全是HighTec產品的核心競爭力。溫吉輝詳細介紹了其編譯器的工具可信度分級(TCL)評估流程,確保在各種編譯選項和使用場景下均符合ASIL-C或ASIL-D要求。相較于僅用于市場宣傳的認證,HighTec更注重工具鑒定,以保證編譯器的安全性。公司還開發(fā)了符合ASIL-D的嵌入式庫和非AUTOSAR的V核操作系統(tǒng),支持英飛凌TC3、TC4及意法半導體的PGE系列MCU。此外,HighTec近期獲得了TC4編譯器的ASIL-D認證,并成為全球首家發(fā)布支持跨平臺Rust編譯器的公司。溫吉輝表示,HighTec計劃在2025年第四季度為RISC-V平臺推出Rust編譯器支持,進一步擴展其功能安全解決方案。
在生態(tài)合作方面,HighTec的RISC-V編譯器已適配主流IP和MCU廠商,包括英飛凌的RC1和矽力杰的SAD系列芯片。公司與英飛凌和新思科技合作推出了一款開發(fā)套件,集成了VDK環(huán)境、調試器和編譯器,提供開箱即用的RISC-V開發(fā)體驗。溫吉輝強調,HighTec的開源背景使其免受地緣政治風險的限制,能夠為全球客戶提供可靠的編譯器支持。此外,公司通過持續(xù)的模糊測試和社區(qū)反饋,不斷提升LLVM技術的穩(wěn)定性。
展望未來,HighTec計劃在2025年第四季度發(fā)布RISC-V編譯器1.1版本,目前已完成大部分ASIL-D認證測試,與國外專家協(xié)商證書頒發(fā)事宜。溫吉輝表示,公司將繼續(xù)與LLVM社區(qū)保持技術同步,確保其產品始終處于行業(yè)前沿。從產品開發(fā)到量產維護,HighTec致力于提供全生命周期的編譯器支持,為RISC-V在汽車領域的應用提供堅實保障。
溫吉輝的演講展現(xiàn)了HighTec在RISC-V汽車MCU生態(tài)中的關鍵作用。通過結合40余年的編譯器經驗與開源技術創(chuàng)新,HighTec為整車廠和芯片廠商提供了高效、安全的工具鏈解決方案,支持RISC-V架構的快速普及。隨著汽車行業(yè)向開放、靈活的技術平臺轉型,HighTec的努力無疑將在推動RISC-V生態(tài)發(fā)展中發(fā)揮重要作用,為下一代汽車電子系統(tǒng)注入新的活力。