積極擁抱RISC-V+AI，國芯科技高性能汽車智能域控 AI MCU芯片完成設計...

近日，從國芯科技研發中心傳來好消息，國芯科技基於RISC-V 架構自主研發設計的面向下一代汽車電子電器架構的高性能汽車智能域控 AI MCU 芯片CCFC3009PT已順利完成設計工作，正式進入流片試製階段。

作為國芯科技深耕汽車電子領域多年的標誌性成果，CCFC3009PT採用RISC-V架構6+6核設計，算力超過10000DMIPS（6個運算主核+6個鎖步核，也可以根據用户需要解耦配置主核與鎖步核數量），集成專用NPU單元，完全依照汽車智能域控場景的需求量身打造。在工藝層面，該芯片創新性地採用 22nm RRAM 存儲技術，相較於傳統存儲方案，該工藝技術實現了存儲密度、讀寫速度與功耗控制的三重優化；同時針對動力域控制場景系統架構完成算法執行效率升級，能夠充分適配集成化多模動力域控、智能底盤、域控中樞等核心場景的高性能與智能化運行需求。

圖1：CCFC3009PT架構示意圖

AI植入與存算一體初步探索

AI 能力的深度植入，是這款芯片的核心亮點所在。該芯片內部搭載獨立 NPU 子系統，可以將虛擬傳感器、模型預測通過 「硬件加速 + 工具鏈適配」 的深度整合方案，讓開發者可直接沿用成熟的端側 AI 開發邏輯開展應用設計，大幅降低了車載 AI 功能的開發門檻。更值得關注的是，在CCFC 3009PT 的設計中，國芯科技將NPU 單元與 RRAM 工藝創新結合，在此基礎上將進一步探索存算一體等前沿技術，可為未來更高階的車載 AI任務落地儲備關鍵技術。

車載AI MCU 芯片CCFC3009PT的核心應用場景主要包括：

1. 雷達信號處理（Radar）

傳統方式下雷達數據處理流程複雜，包括FFT、CFAR檢測、聚類等，最終才能輸出目標列表（如：前方50米有車輛）。AI增強方式則可以對雷達的原始數據或中間數據進行AI處理，實現 ——

· 目標分類：區分檢測到的目標是汽車、行人、自行車還是雜物。

· 自由空間分割：精確識別雷達視野內哪些區域是可行駛的，哪些是障礙物。

· 微多普勒分析：檢測行人的步態或車輛的微小運動，進行行為預測。

CCFC3009PT的車載AI功能能極大地提升雷達的感知精度和環境理解能力，使其不僅能「看到」物體，還能「理解」物體。

2. 電池管理系統（BMS）

在電動汽車中，高安全等級和AI能力使CCFC3009PT成為BMS的理想選擇。AI增強可以實現 ——

· 電池健康狀態估算：利用AI算法分析電池的充放電歷史、內阻、温度等數據，更準確地預測電池的剩余壽命和健康狀態。

· 電池均衡優化：智能管理電芯間的能量均衡，延長電池包整體壽命。

· 熱失控預測：通過分析多種傳感器數據，提前預警潛在的熱失控風險。

3. 電機控制（Motor Control）

對於電動助力轉向、電動剎車等安全關鍵系統，CCFC3009PT可以提供更智能的控制。AI增強可以實現 ——

· 參數自整定：AI可以實時學習電機特性，自動優化控制參數，提高能效和響應速度。

· 故障預測：通過分析電流和振動信號，預測電機或軸承的潛在故障。

4. 域/區域控制器中的傳感器融合與決策

在區域控制器中，CCFC3009PT可以作為「智能網關」，預處理本區域內的傳感器數據。該芯片可融合來自多個雷達、攝像頭的數據，生成一個更可靠的本地環境模型，再上傳給中央計算機；並可執行簡單的決策，如基於攝像頭的乘員監控系統，判斷駕駛員是否分心或疲勞。

NPU作為一種專為加速AI應用而設計的處理器 ，其高能效的計算特性使其成為AI硬件的核心，但其運行依然依賴於外部存儲器的數據供給，無法徹底擺脫數據搬運的能耗困境。而RRAM存內計算陣列雖然可以高效地進行矩陣乘法等核心運算，但它缺乏完整的系統控制和通用性。 因此，未來真正的突破在於實現了一種高度協同的異構芯片架構：將大容量的RRAM陣列作為核心的高並行、高能效計算引擎，並與一個功能強大的NPU模塊深度集成，由NPU負責高級控制、數據預處理、后處理以及其他不適合在模擬域進行的邏輯運算。這種RRAM-NPU協同設計不僅能夠最大化地利用兩種技術的優勢，更能構建一個功能完整、性能卓越、能效空前的下一代AI計算平臺，為人工智能在邊緣端的廣泛部署奠定堅實基礎。CCFC3009PT已經融合RRAM大容量存儲、高性能NPU、高性能MCU內核技術於單芯片，后續將進一步探索將RRAM作為主算的陣列，通過其模擬計算能力，以極高的並行度和能效實現神經網絡中核心計算引擎矩陣-向量乘法，並輔以必要的CMOS外圍電路搭建存內計算NPU單元，從而解決AI引擎依賴於外部存儲器的數據供給，無法徹底擺脫數據搬運的能耗困境。

多項前瞻性技術適應智能汽車未來發展

面對汽車EE架構向高集成度、高算力發展的行業趨勢，在功能適配與安全防護兩大核心維度，CCFC3009PT芯片實現了多重技術突破，主要包括：

· 芯片CPU及系統架構原生支持虛擬化技術，可高效支撐多任務併發處理與資源動態分配；

· 集成的網絡節點硬件路由模塊，能夠直接實現 CAN 與以太網節點間的數據包轉換及路由轉發，徹底釋放 CPU 算力；

· 安全防護方面，芯片搭載的 HSM 子系統不僅顯著提升基礎加解密性能，更集成了符合 FIPS 203、FIPS 204 標準的抗量子密碼算法，構建起面向未來的全方位車載安全防護體系。

結語

CCFC3009PT芯片的設計理念和創新代表了一種智能化汽車 「邊緣側AI」 或 「智能傳感」 的技術趨勢，它與中央AI計算芯片形成互補，將AI智能下沉到各個傳感器和子系統中。通過在數據產生的源頭進行初步的、實時的智能處理，它減輕了中央計算單元的負擔，提高了整個系統的可靠性、實時性和效率，是構建下一代「軟件定義汽車」不可或缺的關鍵組件。

此次國芯科技在RISC-V 高端 AI MCU 芯片設計上的創新，有望進一步完善國芯科技汽車電子 「MCU + 混合信號」一體化解決方案，助力了汽車智能化，是國產汽車電子MCU芯片往高端化、智能化方向發展的跨越。未來，國芯科技將持續深化芯片生態建設，通過軟硬件協同創新，為智能汽車「軟件定義汽車」提供更具競爭力的國產化芯片方案。

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(國芯科技)