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CPU处理器|国产芯片四大件之：全球首款RISC-V DSP即将量产


CPU处理器|国产芯片四大件之：全球首款RISC-V DSP即将量产
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2020年8月国务院印发的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》提出，中国芯片自给率要在2025年达到70% 。被称为国产芯片“四大件”的CPU、GPU、FPGA、DSP无论对于国产芯片自给率的提升还是解决高端芯片“卡脖子”问题都意义深远 。
雷锋网推出《国产芯片四大件》系列文章，分别解读国产CPU、GPU、FPGA、DSP的现状，透过投资者视角发现国产芯片机遇 。
2010年诞生的最“年轻”指令集RISC-V已经吸引了众多巨头支持者，比如国外的谷歌、高通、西部数据，国内的阿里、华为、紫光展锐 。
近几年，开源的RISC-V指令集芯片在IoT市场已经取得了不错的成绩，给这一市场占有优势的ARM带来不小压力 。
Semico Research 预计，2025年全球将有624亿个RISC-V CPU核心 。
RISC-V指令集不仅可以用于CPU，全球首款基于RISC-V指令集的DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）将在本月底量产，该芯片来自中国初创公司中科昊芯 。
对于RISC-V阵营而言，这是生态建设中一个值得关注的进展 。对于DSP芯片而言，这是一个大胆的尝试 。对于中国的国产芯片四大件而言，这是一个突破的机会 。
CPU处理器|国产芯片四大件之：全球首款RISC-V DSP即将量产
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全球首款RISC-V DSP面向工业自动化市场
根据已知的公开消息，中科昊芯是全球第一家用RISC-V指令集设计DSP的公司 。
中科昊芯创始人兼董事长李任伟告诉雷锋网：“我们是国内为数不多的DSP团队，有十多年DSP和通用处理器研发经验，在2016年就开始RISC-V处理器核的研究 。2019年1月公司成立，7月份首款RISC-V DSP芯片流片成功 。”
“3月底我们就会量产两个系列的DSP，都是面向工业自动化市场 。”李任伟透露 。
CPU处理器|国产芯片四大件之：全球首款RISC-V DSP即将量产
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中科昊芯创始人兼董事长李任伟
中科昊芯之所以敢率先选择RISC-V设计DSP，除了其团队有成功研发多款处理器的经验，还因为RISC-V是解决国产DSP两大挑战的好选择 。
DSP是一类嵌入式通用可编程微处理器，最大的优势是能够实时高速处理数字信号，且比CPU、GPU、FPGA功耗更低，广泛应用于通信、计算、消费电子和自动控制等领域 。
“DSP主要有两种形式，一种是单芯片，另一种是通过IP或模块集成到SoC 。”李任伟说：“国产单芯片DSP有一些市占率，在DSP IP领域国产化率几乎为零 。”
雷锋网了解到，国产DSP在某些特殊领域的国产化率已经达到80%以上，但这些特殊领域占DSP整体市场的份额不到5%，其它领域国产DSP自给率不足10% 。
提升DSP的自给率，有两大制约因素 。第一个制约因素是知识产权，任何处理器都需要指令集，指令集的问题本质就是知识产权问题 。CPU有x86、ARM、MIPS等指令集，其中ARM凭借授权模式在移动处理器市场称霸 。
“巨头们的DSP指令集都各不相同，并且不对外授权，国产DSP想要自己定义一套指令集的难度不大，但仅凭一己之力很难构建一整套工具链和生态 。”李任伟指出 。
第二个制约因素是应用生态，如何吸引开发者和客户使用国产DSP是一个更大的挑战 。
“RISC-V是一个开源指令集，没有知识产权问题 。同时，无论是国内还是国外，企业还是高校，都纷纷加入RISC-V基金会，生态发展很快 。”李任伟说：“当时我觉得RISC-V有机会把国产DSP面临的两大挑战完美解决，因此我们在2016年就大胆做了选择，开始自主研发基于RISC-V的DSP 。”
至于为何首先推出面向工业控制市场的RISC-V DSP，主要有三个原因 。
解决RISC-V性能弱挑战，发挥灵活性优势
“之所以选择工业自动化和机器视觉这两个市场，主要是因为我们团队在这两个领域无论是技术储备还是市场推广方面都有更多积累 。”李任伟进一步表示，“当然，这两个领域我们也会分步走，先推出面向工业自动化的一系列产品，再推出面向机器视觉的产品 。”
还有一个原因，消费电子和自动控制市场规模占到整个DSP市场规模的11%，工业控制市场也是DSP巨头的重要市场，这是一个好的突破口 。
面向这两个领域的DSP在性能上会有很大的差异，应用于工业自动化的DSP是数字信号和控制之间的桥梁，更强调实时控制和应用中的变换性能，应用于机器视觉的DSP则需要更强的算力 。


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