RISC-V

Etablierte Halbleiterhersteller sehen großes Potenzial

16. November 2022, 9:00 Uhr | Iris Stroh
Westhoff Bernd
Bernd Westhoff, Renesas Electronics: »Die RISC-V-Architektur geht von 32- bis zu 64-bit-Varianten; dementsprechend ist das Potenzial enorm. Im Bereich AIoT, in dem MCUs eingesetzt werden, gibt es bereits viele AI/ML-Softwarepartner, die in der Lage wären, Unterstützung zu leisten, sobald mehr kommerziell nutzbare RISC-V-Produkte verfügbar sind, und Benchmarks zu liefern.«
© Renesas

Calista Redmond, CEO of RISC-V International, hatte in einem Interview mit Markt&Technik im Sommer dieses Jahres bereits erklärt, dass RISC-V aus der Bastlerecke definitiv raus ist. Die Aktivitäten seitens der Halbleiterhersteller bestätigen ihre Aussage.

Das erste Unternehmen, das mit einem General-Purpose-32-bit-Mikrocontroller auf Basis des RISC-V-Kerns auf den Markt kam, war GigaDevice Semiconductor, und zwar mit seiner MCU-Serie GD32VF103 im Jahr 2019 – dieses Produkt wurde auf der embedded world 2020 als »Bestes Hardware-Produkt des Jahres« ausgezeichnet.

Eric Jin, Product Marketing Director von GigaDevice, erklärt, dass diese MCU für den Mainstream-Entwicklungsbedarf konzipiert wurde und »eine kosteneffiziente Lösung für Entwickler darstellt, die einen Open-Source-Prozessorkern, in diesem Fall den RISC-V, benötigen.« Mit der GD32VF103-Serie zielt GigaDevice auf Embedded-Anwendungen in den Bereichen industrielle Steuerungen, Unterhaltungselektronik, IoT, Edge Computing, künstliche Intelligenz und Deep Learning.

Das Unternehmen hält natürlich auch an seinen Arm-basierten Controllern fest. Die Mehrzahl der Mikrocontroller basiert auf Arm-Prozessorkernen – auch die Entwicklungen mit diesen Architekturen werden weiter betrieben. Aber Jin betont auch, dass GigaDevice seine Entwicklungen von General-Purpose-RISC-V-MCUs fortsetzen wird. Konkret plant GigaDevice, seine nächsten RISC-V-GD32-MCUs bereits im nächsten Jahr auf den Markt zu bringen.

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Tateosian Steve
Steve Tateosian, Infineon Technologies: »Wir sind überzeugt, dass RISC-V in vielen Anwendungen auch als Haupt-CPU eingesetzt werden könnte, bzw. es zeigt sich ja bereits, dass dies heute immer mehr der Fall ist – plus die Tatsache, dass RISC-V auch als ML/AI-Beschleuniger bereits genutzt wird.«
© Infineon Technologies

Jin: »GigaDevice ist strategisches Mitglied der RISC-V Foundation und wirbt weiterhin für die RISC-V-Technologie auf Industrieveranstaltungen und Seminaren weltweit, z. B. auf dem RISC-V-Gipfel in China, Japan, den USA und vielen anderen Industrieveranstaltungen, einschließlich embedded world und electronica.« Und mit Blick auf das für alle Controller entscheidende Ökosystem erklärt er: »Weltweit gibt es verschiedene branchenführende Ökosystem-Partner, die sich aktiv mit den GD32-MCUs beschäftigen. Sie bieten Evaluierungs-Tools einschließlich IDEs, Debugger, Entwicklungskits und Embedded Software, wie IAR, Segger, Ashling, Embeetle, Seeed, Entwicklungs-Boards und viele andere.«

Microchip Technology

Tim Morin, Technical Fellow bei Microchip Technology, sieht Microchip ebenfalls in einer Vorreiterrolle. Das Unternehmen hat laut seiner Aussage bereits 2015 am 2. RISC-V Workshop in Berkeley teilgenommen: »Wir erkannten sofort die technologische Innovation, die RISC-V bietet, und wir erkannten auch, dass RISC-V darüber hinaus ein Innovator auf der geschäftlichen Seite ist.« Dementsprechend begann das Unternehmen (damals noch Microsemi) mit der Entwicklung zahlreicher Soft-IP Cores für die firmeneigenen FPGAs. Dann hat das Unternehmen die ersten Standardprodukte mit RISC-V Cores für den breiten Markt eingeführt: die PolarFire-SoCs mit einem gehärteten, auf RISC-V basierenden, kompletten Mikroprozessor-Subsystem. Morin ist überzeugt, dass es in Hinblick auf die Akzeptanz mittlerweile keine regionalen oder applikationsspezifischen Unterschiede mehr gibt.

Jin Eric
Eric Jin, GigaDevice Semiconductor: »Die neue General-Purpose-MCU-Familie auf Basis von RISC-V wird WiFi- und Bluetooth-Module aufweisen. Damit stärken wir unser Wireless-Portfolio und erschließen uns verschiedene IoT- und AIoT-Märkte.«
© Giga Device

Nvidia

Nvidia wollte bekanntermaßen Arm übernehmen; dieses Jahr wurde die Übernahme allerdings abgeblasen, da die regulatorischen Schwierigkeiten einfach zu groß waren. Nichtsdestotrotz ist das Unternehmen auch im RISC-V-Bereich durchaus aktiv, und das schon sehr lang. Mark Overby, Chief Platform and Security Architect bei Nvidia, betont: »Nvidia beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der RISC-V-Architektur. Wir haben einige unserer frühen Bemühungen in diesem Bereich auf dem 4. jährlichen RISC-V Workshop im Jahr 2016 vorgestellt. Heute verwenden wir in unseren Automotive-SoCs eingebettete Verarbeitungselemente, die konform zu Arm, RISC-V und proprietären Befehlssatzarchitekturen sind.« Nvidia hat darüber hinaus im Security-Ausschuss mitgearbeitet, um die Designs sicherer zu machen, Angriffssimulationsszenarien durchzuführen und die gemachte Erfahrung an die Community weiterzugeben, um die Widerstandsfähigkeit für alle Anwendungsfälle zu verbessern.

Bei Nvidia geht es laut Overby nicht darum, sich zwischen Arm und RISC-V zu entscheiden; das Unternehmen konzentriere sich vielmehr auf die Optimierung der eingebetteten Verarbeitungselemente entsprechend der verschiedenen Workloads. Overby: »Dazu könnte ein Element gehören, das die Stromversorgung, den Boot-Vorgang, Audio oder andere Funktionen verwaltet. Für SoCs im Automobilbereich könnte dies bedeuten, dass eine Mischung von Befehlssatzarchitekturen verwendet wird.« Inwieweit es Akzeptanzunterschiede gibt, kommentiert Overby folgendermaßen: »Die in unseren Automotive-SoCs eingebetteten Rechenelemente sind typischerweise nicht für den Kunden zugänglich, dementsprechend spielt die verwendete Befehlssatzarchitektur für den Kundenstamm keine Rolle.«

Morin Tim
Tim Morin, Microchip Technology: »Das Interesse an RISC-V ist enorm. Und mittlerweile kennt auch jeder RISC-V.«
© Microchip Technology

Renesas Electronics

Renesas Electronics gehört ebenfalls zu den RISC-V-Befürwortern, das machen die jüngsten Ankündigungen des Unternehmens mehr als deutlich. Bernd Westhoff, Director für IoT Product Marketing in der IoT & Infrastructure Business Unit von Renesas Electronics, erklärt aus MCU-Sicht Folgendes: »Renesas ist bestrebt, mit einem Multi-Architektur-Portfolio eine führende Rolle in der MCU-Welt zu spielen. Dazu gehört auch die kontinuierliche Erweiterung unserer Roadmap auf Basis von Arm- und Renesas-eigenen Cores, wie RX und RL78. Die zusätzliche RISC-V-Architektur wird unser Angebot weiter stärken, indem wir innovative Lösungen für zukünftige anwendungsspezifische Standardprodukte anbieten. Mit dem RISC-V-basierten ASSP für Motorsteuerungen wollen Renesas und seine Partner den Kunden einen zusätzlichen Nutzen bieten, indem sie eine sofort einsatzbereite Lösung anbieten.«

Renesas ist aber nicht nur im MCU-Bereich mit RISC-V aktiv, auch im MPU-Segment setzt das Unternehmen auf die ISA. In diesem Zusammenhang verweist Johannes Brücker, Business Development Manager RZ MPU in der IoT & Infrastructure Business Unit von Renesas Electronics, auf die RZ/Five-Komponenten, 64-bit-General-Purpose-Varianten der Einstiegsklasse, die mit dem CPU-IP-Core von Andes – der Core ist mit der Open-Source-Architektur RISC-V ISA-kompatibel – ausgestattet ist. Auch Brücker betont, dass die RISC-V-MPUs die Auswahlmöglichkeiten der Kunden erhöhen und ihnen somit mehr Flexibilität bei der Produktentwicklung bieten. Das Unternehmen hat sogar darauf geachtet, dass ehemalige Arm-Nutzer auf RISC-V umsteigen können. Dazu erklärt Brücker: »Um die Migration von Arm so einfach wie möglich zu gestalten, ist RZ/Five pinkompatibel zu RZ/G2UL Type 1 für Linux und RZ/A3UL für RTOS.«

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Johannes Brücker, Renesas Electronics: »Mit der Einführung der RZ/Five-MPUs und der Unterstützung durch das Ecosystem sind wir führend, wenn es um die Bereitstellung von RISC-V-MPUs geht, und damit dem Markt voraus.«
© Renesas Electronics

Regional springen derzeit laut der Aussagen von Westhoff und Brückner vor allem die asiatischen Abnehmer auf die RISC-V-Produkte an. Wobei Westhoff hinzufügt, dass es derzeit auch nur wenige kommerziell nutzbare RISC-V-Produkte auf dem MCU-Markt gebe. Westhoff weiter: »Gegenüber unserem im September eingeführten ASSP sehen wir eine positive Resonanz auf dem chinesischen Markt und wachsendes Interesse in anderen asiatischen Regionen. Auf der electronica stellen wir unsere RISC-V-ASSP-Lösung vor, um das potenzielle Interesse anderer Regionen zu ermitteln.«

Und Brücker merkt an, dass für die auf IoT-Edge-Geräte optimierten RZ/Five-MPUs ebenfalls das Hauptinteresse aus China und anderen asiatischen Regionen kommt. Hier wäre die Nachfrage durch geopolitische Risiken getrieben, aber es gebe auch zunehmendes Interesse von europäischen Kunden. »Hier geht es um Kunden, die eine CPU mit offener Architektur bevorzugen, da sie sich Sorgen über die langfristige Nutzung von Arm machen.« Renesas ist vom RISC-V-Ansatz überzeugt, weshalb Brücker abschließend hinzufügt: »RZ/Five ist Teil unserer General-Purpose-MPU-Serie RZ/G. Dank des leistungsstarken IP-Cores von Andes, dem AX45MP, sind AI/ML-Anwendungen der Einstiegsklasse möglich.« In einem nächsten Schritt werde Renesas das General-Purpose Line-up um weitere RISC-V-MPUs erweitern. Ob Renesas seine dedizierte MPU-Serie RZ/V für KI-Anwendungen um RISC-V-Bausteine erweitern wird, werde derzeit geprüft.

Infineon Technologies

Infineon Technologies ist bislang noch etwas zögerlich, wenn es um RISC-V geht. Laut Steve Tateosian, Vice President der IoT, Compute & Wireless Business Unit bei Infineon Technologies, evaluiere Infineon derzeit weiterhin die Akzeptanz am Markt und aufseiten der Kunden, plus Software-Entwicklungsoptionen für Produkte, die einen oder mehrere RISC-V-Kern(e) enthalten können. Wobei er anmerkt, dass RISC-V durchaus das Potenzial hat, in den verschiedenen Kategorien mitzuspielen, angefangen bei General-Purpose-Komponenten über mehr applikationsoptimierte MCUs/MPUs bis hin zu RISC-V als Zusatzprozessor im Baustein. Tateosian weiter: »Der Markt entwickelt sich in diese Richtung, dass alle oben genannten Szenarien abgedeckt werden, einschließlich tief eingebetteter Versionen von RISC-V, zu denen die Kunden möglicherweise keine direkte Sicht oder keinen Zugang haben.« Das größte Interesse und scheinbar auch die meisten verfügbaren Optionen kommen seiner Meinung nach aus China und Taiwan. 


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