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[导读]编译器不仅是连接硬件与软件的桥梁,还直接影响MCU的性能优化与功能安全。面对汽车行业对高可靠性、低功耗和高算力的需求,编译器需在确保ASIL-D等严格标准的同时,最大化发挥RISC-V芯片的潜力。

RISC-V作为一种开源指令集架构,正迅速在汽车行业中崭露头角,其灵活性和开放性为芯片厂商提供了创新空间。然而,RISC-V生态的成功离不开强大的开发工具链支持,其中高性能编译器尤为关键。编译器不仅是连接硬件与软件的桥梁,还直接影响MCU的性能优化与功能安全。面对汽车行业对高可靠性、低功耗和高算力的需求,编译器需在确保ASIL-D等严格标准的同时,最大化发挥RISC-V芯片的潜力。

在2025年第五届RISC-V中国峰会-汽车分论坛上,HighTec中国区技术负责人温吉辉发表了题为“HighTec助力RISC-V汽车MCU快速发展”的演讲,详细介绍了HighTec在RISC-V编译器生态中的角色与贡献。作为一家拥有40余年编译器开发经验的企业,HighTec以开源技术为基础,专注于为汽车行业提供符合功能安全标准的高性能编译器解决方案。温吉辉的演讲从技术角度阐述了HighTec如何通过工具链创新支持RISC-V架构在汽车领域的应用,助力整车厂和芯片厂商实现平滑过渡与高效开发。

HighTec自1982年成立以来,始终坚持以开源技术打造符合车规级标准的商业产品。温吉辉指出,公司的所有产品均通过了ISO 26262标准中最高的ASIL-D功能安全认证,彰显了其在安全关键应用中的可靠性。HighTec的编译器产品覆盖了汽车行业主流的微控制器(MCU)架构,包括英飞凌的TC4、TC3、TC2系列以及低功耗SCR内核。此外,HighTec的编译器还支持基于ARM的A核、M核和R52+核,以及PowerPC架构,展现了其在多架构支持上的广泛适用性。对于RISC-V架构,HighTec提供了两款专用编译器:一款针对动力域和底盘域的32位编译器,适用于当前主流的32位MCU;另一款针对高算力需求的64位编译器,支持如安卓和Linux等系统。温吉辉强调,这些编译器旨在最大化CPU性能,同时确保功能安全,为汽车制造商提供了强大的工具支持。此外,HighTec近期还针对瑞萨MCU发布了编译器,并正在进行迁移工作,以适应瑞萨在汽车市场日益增长的应用需求。

温吉辉介绍了HighTec编译器的核心理念,即通过统一的工具链实现跨平台兼容性。自2018年为意法半导体(ST)开发首款ARM编译器以来,HighTec全面转向基于LLVM的编译器技术。LLVM技术因其高效性和灵活性,已被苹果、谷歌、英伟达和Meta等科技巨头广泛采用。HighTec的RISC-V编译器设计初衷是让用户在从ARM等传统架构切换到RISC-V时,能够实现平滑过渡。无论是基于ARM、PowerPC还是其他内核的芯片,HighTec的现代编译器技术都能确保一致的开发体验。温吉辉特别提到,HighTec为博世定制了专用编译器版本,以满足特定客户需求,同时为整车厂提供多芯片平台的工具链统一性,降低开发复杂性。

在RISC-V编译器的开发上,HighTec注重性能优化与供应链灵活性。当前版本的编译器已适配RISC-V标准指令集及常见扩展指令集。温吉辉透露,下一版本计划加入P指令支持,以满足国内在矢量处理方面的需求。然而,由于P指令标准尚未完全定稿,出于安全性和可靠性的考虑,当前版本暂未纳入该指令。这种谨慎的态度反映了HighTec对车规级产品稳定性的严格要求。温吉辉还分享了HighTec与英飞凌合作的最新进展。在峰会主论坛上,英飞凌生态总监宣布其下一代平台RC1将从传统架构全面转向RISC-V。HighTec为此开发了一套虚拟评估方案,结合其编译器、虚拟开发套件(VDK)以及劳德巴赫虚拟平台,模拟RC1芯片及其外设(如CAN收发器、存储和ADC模块)。这一方案允许客户基于现有TC4或TC3软件协议栈,稍作修改即可适配RC1芯片,从而实现从软件开发到下一代平台的无缝迁移。温吉辉展示了一个基于RC1的原型Demo,包含两个任务:CAN信号收发和基于中断的通信模拟,运行在模拟的RC1芯片上。这套虚拟环境不仅支持软件开发,还可用于下一代平台的预研和基准测试。

开源技术是HighTec理念的核心。温吉辉强调,公司积极参与LLVM和Rust社区,推动编译器技术的进步。Rust作为一种在欧洲日益流行的编程语言,因其能有效解决C和C++中的内存泄漏问题,受到汽车行业关注。HighTec正在开发支持Rust的编译器,计划在2025年第四季度实现对RISC-V平台的支持。温吉辉提到,国内车企如蔚来、理想和小米已开始使用Rust重构固件,以提升系统可靠性和安全性。HighTec的工具链支持C、C++与Rust混合开发,允许制造商在保留现有验证代码的基础上,针对内存相关问题进行重构,最终通过连接器生成可执行文件。这种灵活的开发方式为解决量产或售后中的软件问题提供了有效途径。

功能安全是HighTec产品的核心竞争力。温吉辉详细介绍了其编译器的工具可信度分级(TCL)评估流程,确保在各种编译选项和使用场景下均符合ASIL-C或ASIL-D要求。相较于仅用于市场宣传的认证,HighTec更注重工具鉴定,以保证编译器的安全性。公司还开发了符合ASIL-D的嵌入式库和非AUTOSAR的V核操作系统,支持英飞凌TC3、TC4及意法半导体的PGE系列MCU。此外,HighTec近期获得了TC4编译器的ASIL-D认证,并成为全球首家发布支持跨平台Rust编译器的公司。温吉辉表示,HighTec计划在2025年第四季度为RISC-V平台推出Rust编译器支持,进一步扩展其功能安全解决方案。

在生态合作方面,HighTec的RISC-V编译器已适配主流IP和MCU厂商,包括英飞凌的RC1和矽力杰的SAD系列芯片。公司与英飞凌和新思科技合作推出了一款开发套件,集成了VDK环境、调试器和编译器,提供开箱即用的RISC-V开发体验。温吉辉强调,HighTec的开源背景使其免受地缘政治风险的限制,能够为全球客户提供可靠的编译器支持。此外,公司通过持续的模糊测试和社区反馈,不断提升LLVM技术的稳定性。

展望未来,HighTec计划在2025年第四季度发布RISC-V编译器1.1版本,目前已完成大部分ASIL-D认证测试,与国外专家协商证书颁发事宜。温吉辉表示,公司将继续与LLVM社区保持技术同步,确保其产品始终处于行业前沿。从产品开发到量产维护,HighTec致力于提供全生命周期的编译器支持,为RISC-V在汽车领域的应用提供坚实保障。

温吉辉的演讲展现了HighTec在RISC-V汽车MCU生态中的关键作用。通过结合40余年的编译器经验与开源技术创新,HighTec为整车厂和芯片厂商提供了高效、安全的工具链解决方案,支持RISC-V架构的快速普及。随着汽车行业向开放、灵活的技术平台转型,HighTec的努力无疑将在推动RISC-V生态发展中发挥重要作用,为下一代汽车电子系统注入新的活力。

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