近日，沁恒微電子一款伍毛級別的RISC-V通用MCU引起行業(yè)震動，王炸價格成為眾多電子工程師交流討論的焦點。
在2020年以前，全球指令集呈現雙寡頭格局，x86、arm兩大傳統架構一直占據著絕大多數的市場份額——x86架構在PC及服務器市場一家獨大，移動市場則由arm架構一統江湖。
由于arm需要支付授權費用，且arm內核的MCU開發(fā)門檻不高，過多的同質化產品導致競爭優(yōu)勢難以體現；而傳統x86的授權又過于復雜。于是，越來越多的MCU廠商開始轉型，紛紛將目光投向了RISC-V。
RISC-V標準指令集開源，能夠在此基礎上進行設計研究。MCU廠商可以選擇付費購買第三方處理器內核IP，也可以完全自研實現內核自由和免費。在RISC-V應用最廣泛的MCU領域，目前已有許多國內知名MCU廠商入局RISC-V賽道。
例如，兆易創(chuàng)新基于Bumblebee RISC-V內核發(fā)布了32位通用MCU GD32VF103，并宣布未來將堅持arm和RISC-V兩種架構并行。沁恒基于自研的青稞RISC-V系列微處理器內核IP及USB、以太網、藍牙等專業(yè)接口IP，發(fā)布了連接型/互聯型/無線型全棧MCU+單片機CH32V系列，引領通用MCU從外源模塊組裝走向RISC-V全自研。
其中的超值型RISC-V MCU CH32V003系列便是討論的焦點。“這款MCU是怎么把價格做到如此有吸引力的”、“RISC-V MCU產品有何競爭優(yōu)勢”、“產品開發(fā)生態(tài)是否完善”等疑問多次出現在討論內容中。
下面，讓我們帶著這些疑問一探究竟！
伍毛系列如何做到“伍毛”低價？
我們都知道，在剛剛過去的2021年，MCU市場可謂欣欣向榮，且嚴重供不應求，今年受到消費需求疲弱的影響，半導體芯片砍單降價風暴愈演愈烈，即便是之前供不應求的MCU，現如今也已開始大幅度降價了。即便如此，伍毛級別的RISC-V通用MCU仍然很難想象。那么，沁恒是怎樣做到這么“接地氣”的價格的呢？到底是在硬件材料上做了文章，還是實打實的依靠硬實力為客戶節(jié)省成本？
原來，早在2017年沁恒就開始關注并研究RISC-V指令集了。憑借多年在資源、技術、經驗上的積累，沁恒于2020年推出了業(yè)界首款基于自研青稞RISC-V內核的32位通用MCU CH32V103系列。隨后又推出了互聯型和無線型MCU，在標準RISC-V基礎上大大提升了中斷響應速度。
相比采購外源IP進行組裝的傳統整合模式，沁恒獨有的全棧模式，不僅內核自研，USB、以太網、藍牙等專業(yè)接口IP也自研，使各IP緊密結合，打通了PHY、MAC及協議棧上下多層之間的數據鏈，具有更高的效率。內置PHY的單芯片方案體積更小、引腳更少，且無需向第三方支付IP授權費和每只芯片的提成費。
基于這種包含內核在內的全棧自研模式，最新推出的V003系列一步到位，才能將價格實實在在做到了伍毛級別。
RISC-V MCU產品有何競爭優(yōu)勢？
看到這里，可能有人會說，全棧自研模式下的RISC-V MCU除了能幫用戶節(jié)省成本，還能提供什么呢？這就可以從沁恒RISC-V產品線一探究竟。
? 優(yōu)異的性能表現
基于自研青稞RISC-V處理器的互聯型CH32V307系列，提供USB 2.0高速接口（480Mbps）、千兆以太網MAC，并內置了自研PHY，加入單精度浮點指令集，具有更快的數據傳輸速度和更高的運算性能；無線型CH32V208系列搭載青稞V4C內核，片上集成2Mbps低功耗藍牙BLE通訊模塊、10M以太網MAC+PHY模塊、USB2.0全速設備+主機/設備接口等，有“全能型小網關”的稱號，可以滿足用戶實現更多功能。
“伍毛”價格超值型V003系列采用青稞32位RISC-V內核，支持RV32EC指令集，是一款寬電壓工作范圍（2.7至5.5V）的MCU。具有快速可編程中斷控制器和硬件中斷堆棧。系統主頻可達48MHz，支持2級中斷嵌套；嵌入16KB Flash和2KB SRAM；集成USART、I2C和SPI等多種通訊接口；內置1組可連接ADC和TIM2的運放/比較器；支持睡眠和待機2種低功耗模式；標準工業(yè)級工作溫度范圍：-40℃~85℃；采用單線調試接口，減少了I/O口的占用。
另外值得一提的是，芯片提供SOP、QFN和TSSOP三種封裝形式，最小尺寸僅為3.0mm*3.0mm。
? 內核自由，助力國產MCU快速發(fā)展
此前，沁恒多次在峰會及研討會上談到：“自研RISC-V的戰(zhàn)略意義不在于節(jié)省第三方IP的授權費和每只芯片的提成費，而在于掌握MCU核心技術，便于與應用結合提升專業(yè)性和靈活性，避免了核心部件和業(yè)務的外包，確保芯片‘內核自由’，實現真正的處理器內核級別的自主可控，在通用的RISC-V生態(tài)上擔負起對客戶的長期保供承諾?！?/span>
誠然，信息安全也是近幾年來一直在強調的話題。在政府、海關、金融、交通、醫(yī)療等重要部門，保障其通信安全尤為重要。RISC-V的指令集架構開源是屬于開放標準，國內企業(yè)可自主創(chuàng)新設計滿足市場對處理器IP微架構的差異化應用需求，并擁有絕對的自主可控和信息安全保障。
開發(fā)生態(tài)是否完善？
雖然目前市面上國產RISC-V通用MCU的選擇有很多種，但對于電子工程師來說，想必大家最為關注的問題就是開發(fā)環(huán)境與工具教程，以及上手難易程度了。據悉，沁恒這款伍毛級別的RISC-V通用MCU，不僅具有完善的開發(fā)生態(tài)，還能為客戶提供便捷的技術服務。
沁恒為CH32系列MCU配套免費的IDE集成開發(fā)工具：MounRiver Studio® （簡稱MRS），作為一款針對RISC-V等內核MCU的免費集成開發(fā)環(huán)境（IDE），內部集成了編輯器、工程管理系統、編譯器、鏈接器、庫管理、仿真調試器和下載器等在內的完整開發(fā)資源。
可能有些工程師沒有使用過RISC-V的單片機，會認為是不是還得用類似Python、Go等編程語言，其實不是，目前RISC-V單片機的編程語言還是和傳統單片機一樣，主要是用C語言進行開發(fā)的，使用過沁恒CH32單片機的，或者有一定單片機基礎的朋友，可以說輕松上手。此外，官方也提供了各種外設例程，新手也可以直接上手使用，極大地方便了學習和開發(fā)。
# 結 語 #
總體來說，采用沁恒自研青稞RISC-V處理器的系列產品，無論是在性能還是成本方面，相比市面上其它同類產品都是極具競爭力的。雖然目前MCU核心供應商仍然集中在意法半導體、瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器等國際廠商，國內廠商的市場占有率相對微弱，但可以預見的是，在芯片開源的大環(huán)境下，包含內核在內的全棧自研模式，將逐步成為國產MCU發(fā)展新戰(zhàn)局的主流，助力中國MCU產業(yè)高速發(fā)展，實現真正的內核級別的自主可控、國產創(chuàng)新。
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