Развитие архитектуры RISC-V в радиоэлектронных устройствах

Постановка проблемы. С развитием современной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) проявляются более высокие требования к энергоэффективности, возможности аппаратной адаптации (перестройки), надежности и защищенности. Большинство микропроцессорных решений на рынке основаны на архитектурах ARM и специализированных цифровых сигнальных процессорах (DSP), которые распространяются по лицензии и имеют ограниченную гибкость в изменении, например, добавлении собственных инструкций и модулей. Архитектура RISC‑V привлекает своей гибкостью профилирования ISA, открытой лицензией и возможностью аппаратной кастомизации (включая собственные инструкции), что принципиально важно для задач РЭА c жесткими ограничениями по потребляемой энергии, вычислительным задержкам и требованиям технологического суверенитета.

Цель. Провести исследование потенциала применения архитектуры RISC-V в современных радиоэлектронных системах и сравнить ее с альтернативными решениями.

Результаты. Представлено исследование открытой архитектуры RISC-V как перспективной платформы для проектирования радиоэлектронных систем различного уровня сложности. Проведен сравнительный анализ архитектур RISC-V, ARM Cortex и DSP по совокупности критериев: производительности, энергопотребления, стоимости владения, гибкости, зрелости экосистемы и доступности технологий с учетом специфики радиоэлектронных систем России. На основе результатов анализа предложена методика численной оценки эффективности архитектур, включающая расчет коэффициента архитектурной адаптивности. Определены три уровня интеграции RISC-V в радиоэлектронные системы – микроконтроллерный, системный и специализированный. Показано, что RISC-V обладает высокой степенью адаптивности, открытостью и потенциалом к аппаратной кастомизации, что делает ее стратегически важной для отечественных разработок в условиях технологического суверенитета и импортонезависимости.

Практическая значимость. Результаты исследования могут быть применены при выборе архитектуры для проектирования отечественных радиоэлектронных систем связи, навигации и обработки сигналов.