اینفینیون AURIX RC1 معرفی شد؛ ورود RISC-V به نسل تازه میکروکنترلرهای خودرویی و هوش مصنوعی فیزیکی

شرکت Infineon Technologies از پلتفرم جدید میکروکنترلرهای خود با نام AURIX RC1 رونمایی کرده است؛ خانواده‌ای که برای نخستین‌بار در سری میکروکنترلرهای خودرویی AURIX از معماری مجموعه دستورالعمل‌های RISC‑V استفاده می‌کند. این پلتفرم با هدف پاسخ‌گویی به نیازهای نسل جدید خودروها، به‌ویژه خودروهای نرم‌افزارمحور (Software-Defined Vehicles یا SDV)، طراحی شده است. اینفینیون همچنین کاربردهای آن را به حوزه‌هایی فراتر از صنعت خودرو، از جمله هوش مصنوعی فیزیکی (Physical AI) و سامانه‌های رباتیکی، گسترش می‌دهد. یکی از نکات مهم در این معرفی، حرکت از مجموعه‌ای از میکروکنترلرهای مستقل برای وظایف مختلف خودرو به سمت یک پلتفرم مقیاس‌پذیر و مشترک است؛ پلتفرمی که بتواند از کنترل‌های ساده تا پردازش‌های پیچیده‌تر را پوشش دهد.

RISC‑V چیست و چرا ورود آن به AURIX اهمیت دارد؟

برای درک اهمیت این خبر، ابتدا باید با RISC‑V آشنا شویم. RISC‑V یک معماری مجموعه دستورالعمل (Instruction Set Architecture یا ISA) است. به زبان ساده، ISA مجموعه‌ای از دستورها و قواعدی را تعریف می‌کند که نرم‌افزار و پردازنده برای ارتباط با یکدیگر از آن استفاده می‌کنند. این معماری مشخص می‌کند پردازنده چه دستورهایی را می‌شناسد و نرم‌افزار چگونه می‌تواند آن‌ها را اجرا کند.

تفاوت مهم RISC‑V با بسیاری از معماری‌های تجاری دیگر، متن‌باز و آزاد بودن استاندارد آن است. شرکت‌ها می‌توانند بر اساس این استاندارد، پردازنده‌های اختصاصی خود را طراحی کنند و در صورت نیاز، قابلیت‌ها و توسعه‌های ویژه‌ای به آن اضافه کنند. البته یک نکته مهم وجود دارد: RISC‑V بودن یک پردازنده به معنی متن‌باز بودن طراحی سخت‌افزار آن نیست. استاندارد دستورالعمل‌ها باز و در دسترس است، اما شرکت سازنده می‌تواند پیاده‌سازی سخت‌افزاری و جزئیات داخلی پردازنده را اختصاصی نگه دارد.

ورود RISC‑V به خانواده AURIX از این جهت مهم است که اینفینیون می‌خواهد انعطاف‌پذیری یک معماری باز را با تجربه خود در طراحی میکروکنترلرهای صنعتی و خودرویی ترکیب کند؛ حوزه‌هایی که در آن‌ها عملکرد بلادرنگ، ایمنی عملکردی و امنیت اهمیت بسیار زیادی دارند.

چرا خودروهای جدید به میکروکنترلرهای متفاوتی نیاز دارند؟

در خودروهای قدیمی‌تر، بسیاری از عملکردها به‌وسیله واحدهای کنترل الکترونیکی مستقل یا ECU مدیریت می‌شدند. برای مثال، کنترل موتور، ترمز، سیستم تهویه، باتری، چراغ‌ها و سایر بخش‌ها می‌توانستند هرکدام کنترلر جداگانه‌ای داشته باشند. اما در خودروهای نرم‌افزارمحور، معماری الکترونیکی در حال تغییر است. بخشی از وظایف متعدد به کنترلرهای مرکزی و واحدهای کنترلی منطقه‌ای

(Zonal Controllers) منتقل می‌شوند. در نتیجه، سخت‌افزار باید بتواند وظایف بیشتری را با هماهنگی بالاتر و در یک بستر مشترک اجرا کند.

این تغییر چند نیاز مهم ایجاد می‌کند:

• توان پردازشی بیشتر برای اجرای هم‌زمان وظایف مختلف
• امکان استفاده مجدد از نرم‌افزار در مدل‌ها و پلتفرم‌های مختلف خودرو
• ارتباط سریع‌تر میان واحدهای الکترونیکی
• پاسخ‌گویی بلادرنگ برای وظایف حساس مانند کنترل ترمز و فرمان
• امنیت سایبری و ایمنی عملکردی در سطح موردنیاز صنعت خودرو
• مصرف انرژی بهینه و امکان مدیریت توان در شرایط کاری مختلف

AURIX RC1 با هدف پاسخ‌گویی به همین نیازها توسعه یافته است.

مشخصات فنی AURIX RC1

اینفینیون AURIX RC1 را به‌عنوان یک خانواده مقیاس‌پذیر معرفی کرده است؛ بنابراین تمام مشخصات زیر الزاماً در یک مدل واحد جمع نمی‌شوند و بسته به پیکربندی محصول تغییر خواهند کرد.

ویژگی	مشخصات اعلام‌شده
معماری پردازنده	RISC‑V چند‌هسته‌ای
تعداد هسته‌ها	حداکثر ۱۲ هسته ۳۲ بیتی
فرکانس هدف هسته	تا ۱٫۲ گیگاهرتز
توان پردازشی اعلام‌شده	بیش از ۴۰٬۰۰۰ DMIPS در مشخصات خانواده
حافظه داخلی	تا ۴۰ مگابایت
پردازش هوش مصنوعی	واحد پردازش موازی پیشرفته برای Edge AI
قابلیت‌های توسعه‌یافته	برنامه‌ریزی برای نسخه‌های دارای قابلیت‌های پردازنده ۶۴ بیتی
فناوری ساخت	۱۲ و ۲۲ نانومتر در پیکربندی‌های خانواده
ارتباطات	CAN XL، 10BASE‑T1S و اترنت چندگیگابیتی

پردازش چند‌هسته‌ای و حرکت به سمت MCU/MPU ترکیبی

در پیکربندی‌های مختلف AURIX RC1، تعداد هسته‌های پردازشی می‌تواند تا ۱۲ هسته ۳۲ بیتی افزایش پیدا کند. همچنین اینفینیون از حافظه داخلی تا ۴۰ مگابایت و فرکانس هدف هسته تا ۱٫۲ گیگاهرتز صحبت کرده است. نکته جالب‌تر، برنامه این شرکت برای توسعه نسخه‌های پیشرفته‌تر با قابلیت‌های پردازنده ۶۴ بیتی است. به این ترتیب، خانواده RC1 قرار است از محدوده میکروکنترلرهای متداول فراتر برود و به سمت معماری‌های ترکیبی MCU/MPU حرکت کند. این موضوع به سازندگان خودرو اجازه می‌دهد بخشی از پردازش‌هایی را که پیش‌تر به چند واحد مستقل نیاز داشتند، در یک پلتفرم یکپارچه‌تر مدیریت کنند.

واحد پردازش موازی برای Edge AI

یکی دیگر از قابلیت‌های اعلام‌شده، وجود یک واحد پردازش موازی پیشرفته برای اجرای وظایف هوش مصنوعی در لبه شبکه (Edge AI) است. در خودروهای هوشمند و ربات‌ها، همه پردازش‌ها نباید به سرور یا فضای ابری ارسال شوند. برخی تصمیم‌ها باید در همان دستگاه و با تأخیر بسیار کم گرفته شوند. برای مثال، سامانه‌ای که داده‌های حسگر را دریافت می‌کند و بر اساس آن فرمانی برای یک عملگر صادر می‌کند، باید بتواند در زمان مناسب واکنش نشان دهد.

وجود واحد پردازش موازی در کنار هسته‌های کنترلی می‌تواند به اجرای هم‌زمان وظایف پردازشی و کنترلی کمک کند. با این حال، اینفینیون هنوز جزئیاتی مانند توان پردازش هوش مصنوعی بر حسب TOPS، دقت محاسباتی و مدل‌های قابل پشتیبانی را منتشر نکرده است؛ بنابراین در حال حاضر نمی‌توان عملکرد این واحد را با NPUهای شناخته‌شده مقایسه کرد.

ارتباطات سریع‌تر در معماری خودرو

در خودروهای جدید، تعداد واحدهای الکترونیکی و حجم داده‌ای که میان آن‌ها جابه‌جا می‌شود، رو به افزایش است. به همین دلیل، شبکه ارتباطی خودرو یکی از بخش‌های مهم معماری الکترونیکی محسوب می‌شود. AURIX RC1 از چند فناوری ارتباطی پشتیبانی می‌کند:

• CAN XL: نسل توسعه‌یافته شبکه CAN که ظرفیت انتقال داده بیشتری نسبت به نسخه‌های قدیمی‌تر فراهم می‌کند.
• 10BASE‑T1S: فناوری اترنت تک‌زوجی که برای ارتباطات شبکه‌ای در خودرو و تجهیزات صنعتی کاربرد دارد.
• Multi-Gigabit Ethernet: ارتباط اترنت چندگیگابیتی برای جابه‌جایی حجم بالاتر داده.

در برخی مدل‌های این خانواده، فناوری سوئیچ اترنت BRIGHTLANE نیز به‌صورت یکپارچه در نظر گرفته شده است. این قابلیت می‌تواند نیاز به یک تراشه سوئیچ خارجی را در بعضی طراحی‌ها کاهش دهد. یکپارچه‌سازی کنترل و ارتباطات در یک پلتفرم، علاوه بر کاهش تعداد قطعات، می‌تواند به کاهش فضای موردنیاز روی PCB و ساده‌تر شدن طراحی سیستم کمک کند.

ایمنی عملکردی و امنیت سایبری

در میکروکنترلرهای خودرویی، قدرت پردازشی به‌تنهایی کافی نیست. اگر یک واحد کنترل در زمان نامناسب پاسخ دهد یا عملکرد اشتباهی داشته باشد، ممکن است مستقیماً بر ایمنی سرنشینان تأثیر بگذارد. به همین دلیل، AURIX RC1 برای پشتیبانی از کاربردهای مرتبط با بالاترین سطح ایمنی عملکردی خودرو، یعنی ASIL D، طراحی شده است. این سطح در استاندارد ISO 26262 تعریف می‌شود و برای سامانه‌هایی با پیامدهای بالقوه بسیار جدی خرابی کاربرد دارد. در حوزه امنیت سایبری نیز این پلتفرم با در نظر گرفتن استانداردهایی مانند ISO/SAE 21434 و الزامات قانونی مرتبط با امنیت محصولات متصل توسعه یافته است.

اینفینیون همچنین به قابلیت Crypto-Agility و آمادگی برای پشتیبانی از نیازهای آینده، از جمله رمزنگاری پساکوانتومی (Post-Quantum Cryptography)، اشاره کرده است. Crypto-Agility به این معناست که سامانه بتواند در صورت تغییر نیازهای امنیتی یا ظهور روش‌های رمزنگاری جدید، با انعطاف بیشتری الگوریتم‌ها و سازوکارهای رمزنگاری خود را به‌روزرسانی کند. البته اشاره به آمادگی برای رمزنگاری پساکوانتومی به معنی آن نیست که تمام محصولات این خانواده از همین حالا در برابر حملات کوانتومی ایمن هستند. جزئیات الگوریتم‌ها و قابلیت‌های امنیتی هر مدل باید در مستندات نهایی بررسی شود.

نقش AURIX RC1 در هوش مصنوعی فیزیکی (Physical AI)

یکی از موضوعات جالب در معرفی این پلتفرم، اشاره مستقیم اینفینیون به Physical AI است. هوش مصنوعی فیزیکی به سامانه‌هایی گفته می‌شود که علاوه بر پردازش اطلاعات، با محیط واقعی تعامل دارند؛ محیط را از طریق حسگرها درک می‌کنند، تصمیم می‌گیرند و از طریق عملگرها روی دنیای فیزیکی اثر می‌گذارند. ربات‌های هوشمند، خودروهای خودران، سامانه‌های کنترل صنعتی و ماشین‌های خودکار از نمونه‌های این حوزه هستند. در چنین سامانه‌هایی، پردازش هوش مصنوعی تنها بخشی از ماجراست. سیستم باید بتواند داده‌های حسگر را دریافت کند، تصمیم مناسب بگیرد و فرمان کنترلی را با زمان‌بندی دقیق اجرا کند.

برای مثال، در یک ربات متحرک، پردازش اطلاعات دوربین و حسگرها می‌تواند به شناسایی موانع کمک کند؛ اما کنترل دقیق موتورهای محرک و واکنش به تغییر وضعیت ربات، به یک بخش کنترلی بلادرنگ نیاز دارد.

ترکیب پردازش چند‌هسته‌ای، واحد پردازش موازی برای Edge AI و قابلیت‌های ایمنی و ارتباطی در AURIX RC1 می‌تواند آن را به گزینه‌ای برای چنین معماری‌هایی تبدیل کند. البته اینفینیون در حال حاضر این خانواده را بیش از همه برای خودروهای نرم‌افزارمحور معرفی کرده و کاربردهای رباتیکی و Physical AI را به‌عنوان مسیر توسعه آن مطرح کرده است.

نرم‌افزار و ابزارهای توسعه؛ بخش مهمی از پلتفرم جدید

تغییر معماری پردازنده بدون فراهم کردن ابزارهای نرم‌افزاری مناسب، کار ساده‌ای نیست. شرکت‌هایی که سال‌ها با میکروکنترلرهای AURIX یا TRAVEO کار کرده‌اند، نرم‌افزارها، کتابخانه‌ها و ابزارهای توسعه اختصاصی خود را دارند. برای کاهش دشواری مهاجرت، اینفینیون از اکوسیستم نرم‌افزاری جدیدی با نام DRIVECORE صحبت کرده است. این اکوسیستم قرار است شامل موارد زیر باشد:

• پشتیبانی از AUTOSAR و نرم‌افزارهای متن‌باز
• بسته‌های نرم‌افزاری از پیش یکپارچه‌شده
• ابزارهای مرتبط با ایمنی عملکردی و امنیت سایبری
• ابزارهای مهاجرت نرم‌افزار با کمک هوش مصنوعی
• امکان توسعه و اعتبارسنجی نرم‌افزار پیش از آماده شدن تراشه نهایی

یکی از امکانات مهم این مجموعه، Virtual Prototype است. با استفاده از نمونه مجازی می‌توان بخشی از توسعه نرم‌افزار، بررسی معماری و ارزیابی اولیه سیستم را پیش از در دسترس قرار گرفتن سخت‌افزار واقعی آغاز کرد. این قابلیت برای پروژه‌های خودرویی اهمیت زیادی دارد؛ زیرا توسعه و اعتبارسنجی نرم‌افزار در چنین پروژه‌هایی ممکن است مدت زیادی طول بکشد و شروع زودتر آن می‌تواند به کاهش زمان توسعه کمک کند.

AURIX RC1 در چه کاربردهایی استفاده خواهد شد؟

اینفینیون برای این خانواده طیف متنوعی از کاربردها را در نظر گرفته است:

1. کنترلرهای منطقه‌ای خودرو (Zonal Controllers): تجمیع بخشی از وظایف کنترلی و ارتباطی خودرو در واحدهای منطقه‌ای.
2. مدیریت باتری (BMS): پردازش و کنترل وظایف مرتبط با باتری خودروهای الکتریکی.
3. کنترل قوای محرکه: مدیریت موتور، اینورتر کششی و سایر بخش‌های مرتبط با قوای محرکه خودرو.
4. کنترل شاسی و ایمنی: مدیریت سامانه‌های کنترلی مرتبط با حرکت و پایداری خودرو.
5. سامانه‌های کمک‌راننده (ADAS): انجام وظایف کنترلی و ایمنی در کنار پردازنده‌های پرقدرت‌تر این سامانه‌ها.
6. دروازه‌های ارتباطی خودرو (Gateway): مدیریت تبادل داده میان شبکه‌ها و واحدهای مختلف خودرو.
7. رباتیک و Physical AI: کنترل بلادرنگ، ارتباط با حسگرها و عملگرها و اجرای بخشی از پردازش‌های هوشمند در لبه شبکه.

زمان عرضه و وضعیت توسعه

معرفی AURIX RC1 به معنی عرضه فوری تراشه‌های نهایی نیست. اینفینیون اعلام کرده است که مفهوم خانواده جدید را در نمایشگاه electronica 2026 در مونیخ، از ۱۰ تا ۱۳ نوامبر ۲۰۲۶، به نمایش خواهد گذاشت. برنامه اعلام‌شده شرکت برای ارائه نمونه‌های اولیه این خانواده، نیمه اول سال ۲۰۲۷ است. در حال حاضر نمونه مجازی AURIX RC1 برای شروع توسعه نرم‌افزار در دسترس قرار گرفته است؛ اما بردهای ارزیابی و مستندات کامل سخت‌افزاری قرار است هم‌زمان با آماده شدن نخستین نمونه‌های سیلیکونی ارائه شوند. بنابراین هنوز برای ارزیابی عملی عملکرد تراشه، مصرف توان، قابلیت‌های دقیق هر مدل و مقایسه آن با محصولات موجود باید منتظر انتشار دیتاشیت‌ها و نمونه‌های واقعی ماند.

نکاتی که توسعه‌دهندگان باید در نظر داشته باشند

با وجود قابلیت‌های مطرح‌شده، چند نکته مهم درباره این پلتفرم وجود دارد:

• RISC‑V به معنی سازگاری مستقیم نرم‌افزارهای قدیمی نیست. کدهای کامپایل‌شده برای معماری TriCore در محصولات قبلی AURIX، بدون بازکامپایل یا مهاجرت مناسب مستقیماً روی پردازنده RISC‑V اجرا نمی‌شوند.
• مقیاس‌پذیری به معنی یکسان بودن تمام مدل‌ها نیست. تعداد هسته‌ها، حافظه، امکانات ارتباطی و قابلیت‌های پردازشی بسته به مدل نهایی متفاوت خواهد بود.
• توان پردازش Edge AI هنوز به‌صورت عددی مشخص نشده است. تا زمان انتشار مشخصات دقیق، نمی‌توان درباره سرعت اجرای مدل‌های هوش مصنوعی یا مقایسه آن با شتاب‌دهنده‌های دیگر نتیجه‌گیری کرد.
• پشتیبانی از ASIL D به معنی تأیید خودکار تمام طراحی‌ها نیست. سطح ایمنی نهایی به معماری سیستم، انتخاب قطعه، طراحی نرم‌افزار و فرآیند اعتبارسنجی بستگی دارد.
• مهاجرت نرم‌افزاری همچنان به بررسی و اعتبارسنجی نیاز دارد. ابزارهای DRIVECORE می‌توانند این فرآیند را ساده‌تر کنند، اما جایگزین آزمون‌های مهندسی و ایمنی نمی‌شوند.

جمع‌بندی

معرفی AURIX RC1 را باید فراتر از رونمایی یک میکروکنترلر جدید در نظر گرفت. این محصول نشان می‌دهد که معماری RISC‑V در حال ورود جدی‌تر به حوزه‌هایی است که تا پیش از این، معماری‌های اختصاصی و پلتفرم‌های باسابقه نقش پررنگی در آن‌ها داشتند. ترکیب RISC‑V با پردازش چند‌هسته‌ای، قابلیت‌های ایمنی خودرویی، شبکه‌های ارتباطی سریع و امکانات پردازش Edge AI می‌تواند مسیر تازه‌ای برای طراحی سامانه‌های الکترونیکی خودرو و ماشین‌های هوشمند ایجاد کند.

با این حال، اهمیت واقعی AURIX RC1 زمانی مشخص خواهد شد که نمونه‌های سخت افزاری عرضه شوند و توسعه‌دهندگان بتوانند عملکرد، مصرف توان، قابلیت‌های نرم‌افزاری و هزینه پیاده‌سازی آن را در پروژه‌های واقعی بررسی کنند.

منابع و مراجع:

1. اطلاعیه رسمی Infineon درباره معرفی AURIX RC1
2. صفحه رسمی خانواده میکروکنترلرهای AURIX RC1
3. معرفی RISC‑V و پرسش‌های متداول در وب‌سایت RISC‑V International
4. مشخصات و اطلاعات رسمی نمایشگاه electronica 2026