內(nèi)嵌專業(yè)接口的RISC-V架構(gòu)MCU，誰家有?

前一陣，蘋果推出了M1處理器，相比關(guān)注具體指標(biāo)，業(yè)內(nèi)其實(shí)更關(guān)心M1推出后會(huì)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)往哪個(gè)方向發(fā)展，不少人的結(jié)論是RISC-V會(huì)成為未來芯片發(fā)展的熱點(diǎn)，因?yàn)镽ISC-V有很多巧妙的方法可以提高性能。計(jì)算機(jī)界泰斗David Patterson大力支持RISC-V技術(shù)，國內(nèi)單片機(jī)界泰斗何立民教授也曾表示RISC-V在人工智能領(lǐng)域會(huì)大有作為。

RISC-V在國內(nèi)的發(fā)展未來可期

去年的華為危機(jī)引發(fā)了一系列關(guān)于美國技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展前景的擔(dān)心，所以RISC-V架構(gòu)未來會(huì)不會(huì)在國內(nèi)遭受禁運(yùn)也是很多工程師關(guān)心的問題，事實(shí)上，RISC-V基金會(huì)總部已經(jīng)從美國遷往瑞士，并于2020年3月完成在瑞士的注冊(cè)，更名為RISC-V國際基金會(huì)，所以已經(jīng)將禁運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)降到了最低。在業(yè)內(nèi)普遍看好RISC-V前景的當(dāng)下，還是要多條腿走路，畢竟在開源成為大趨勢(shì)的背景下，RISC-V有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，未來可期，不可錯(cuò)過!

在當(dāng)前復(fù)雜的國際形勢(shì)下，國內(nèi)MCU廠商正在走一條適合自己的路，在RISC-V發(fā)展初期，相關(guān)公司便已投入研發(fā)力量，并很快推出了可以應(yīng)用的產(chǎn)品。現(xiàn)在市場(chǎng)上商業(yè)化的RISC-V處理器芯片包括：CH32V103/CH573/CH569/CH565，是沁恒微電子2019年開發(fā)的商用RISC-V MCU;GD32VF103，是兆易創(chuàng)新開發(fā)的基于芯來Bumblebee 大黃蜂核(RV32IMAC)的芯片;Kendryte K210，是嘉楠科技推出的包含 RISC-V 64位雙核CPU的AIoT SoC;RV32M1，是恩智浦推出的內(nèi)含2個(gè)RISC-V內(nèi)核的SoC;PolarFire SoC，是Microchip推出的多核RISC-VSoC FPGA。

相比市場(chǎng)上大部分RISC-V架構(gòu)芯片的公司，沁恒微電子的特別之處在于：其利用自身多年的芯片設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，垂直整合了RISC-V架構(gòu)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，完成了從芯片內(nèi)核到外設(shè)資源、從開發(fā)軟件到相關(guān)配套工具的自主研發(fā)，形成了豐富的RISC-V應(yīng)用生態(tài)。沁恒微電子對(duì)自家內(nèi)核和外設(shè)資源做了深度融合，芯片成本和技術(shù)安全均自主可控，無需采購第三方的RISC-V內(nèi)核IP。由此節(jié)約的芯片成本和RISC-V后期生態(tài)回報(bào)將會(huì)促進(jìn)其不斷優(yōu)化RISC-V內(nèi)核設(shè)計(jì)，進(jìn)一步擴(kuò)大RISC-V芯片產(chǎn)品類別、不斷優(yōu)化和豐富軟件工具，從而助力RISC-V生態(tài)良性發(fā)展。

沁恒微MCU從51到Arm，再到RISC-V

南京沁恒微電子股份有限公司是2004年成立的一家集成電路設(shè)計(jì)公司。公司產(chǎn)品主要包括藍(lán)牙、USB、以太網(wǎng)三大系列，據(jù)沁恒微電子產(chǎn)品總監(jiān)王曉峰介紹，USB系列產(chǎn)品主要包括控制類、轉(zhuǎn)接類、延長及輔助類、USB PD類等細(xì)分產(chǎn)品，主要面向工業(yè)控制應(yīng)用和計(jì)算機(jī)手機(jī)周邊等領(lǐng)域。

在開發(fā)MCU方面，沁恒微電子可不是半路出家，從8位的51系列開始，其MCU就完全是公司團(tuán)隊(duì)自己研發(fā)的。32位時(shí)代，公司購買了Arm公司的Cortex-M0和Cortex-M3內(nèi)核IP授權(quán)，并結(jié)合多年來成熟的外設(shè)經(jīng)驗(yàn)研發(fā)了多款32位MCU，從此公司的產(chǎn)品線從8位跨入32位，能夠滿足更多客戶的應(yīng)用需求，現(xiàn)在可以提供的產(chǎn)品包括CH32F103、CH579等。沁恒微電子在RISC-V發(fā)展初期就開始密切關(guān)注，組建了專門的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)在已經(jīng)有基于RISC-V架構(gòu)的三個(gè)系列的MCU上市，包括低功耗藍(lán)牙MCU、32位通用MCU和超高速接口MCU。王曉峰介紹，現(xiàn)在不少客戶已經(jīng)在小批量試產(chǎn)，沁恒微電子提供了完善的開發(fā)工具，比如與第三方合作的IDE MounRiver Studio(MRS)、仿真調(diào)試器WCH-Link、批量生產(chǎn)的脫機(jī)燒錄器。從客戶使用反饋來看，采用沁恒微電子的RISC-V架構(gòu)MCU進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)基本沒有使用障礙，此外MRS還提供了一鍵工程轉(zhuǎn)換功能，可將CH32F103的工程一鍵轉(zhuǎn)移到CH32V103中。

王曉峰表示，公司對(duì)于RISC-V架構(gòu)的MCU做了長期產(chǎn)品規(guī)劃，未來會(huì)不斷豐富。經(jīng)過多年技術(shù)積累，沁恒微電子在不斷擴(kuò)大產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)市場(chǎng)的同時(shí)，也在熱門技術(shù)中不斷投入，緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐，在當(dāng)前國產(chǎn)替代背景下，做好這一點(diǎn)尤其關(guān)鍵。

建立強(qiáng)大的生態(tài)是制勝根本

目前，國內(nèi)公司非常注重生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)，沁恒微電子在這方面也做了很多工作。王曉峰表示，未來芯片的競(jìng)爭(zhēng)不再單純是產(chǎn)品性能的競(jìng)爭(zhēng)，還包括圍繞這顆芯片開發(fā)的軟硬件配套、生態(tài)支持、產(chǎn)品線延續(xù)性等綜合因素。舉例來說，基于RISC-V架構(gòu)的MCU，沁恒微電子可以提供給客戶從初學(xué)到進(jìn)階、研究到實(shí)踐、開發(fā)到量產(chǎn)的全方位技術(shù)支持。具體體現(xiàn)在如下幾方面：①提供集成的開發(fā)環(huán)境(IDE)，包括綜合開發(fā)、調(diào)試、燒錄等功能;②完善的開發(fā)套件，包括數(shù)據(jù)手冊(cè)、開發(fā)板、固件包(SDK)等;③調(diào)試和量產(chǎn)工具;④多元化社區(qū)，包括大學(xué)計(jì)劃、技術(shù)論壇、DIY活動(dòng)等。

一直以來，國內(nèi)芯片公司以高性價(jià)比取勝，但是這一優(yōu)勢(shì)在高端應(yīng)用領(lǐng)域是失效的，國內(nèi)芯片廠商如果想向產(chǎn)業(yè)上游發(fā)展，必須建立強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)。王曉峰介紹，在當(dāng)前國產(chǎn)化背景下，越來越多的公司愿意嘗試使用國產(chǎn)芯片，因此國產(chǎn)芯片的曝光率也越來越高，毫無疑問，這對(duì)于國產(chǎn)芯片廠家是一種積極的信號(hào)，但同時(shí)也是一種挑戰(zhàn)。如何在國外廠商已經(jīng)建立的完善產(chǎn)業(yè)鏈中殺出一條屬于自己的路，沁恒微電子一直堅(jiān)持憑借專業(yè)的技術(shù)、易用的產(chǎn)品尋找突破口，并結(jié)合自己多年積累起來的生態(tài)系統(tǒng)贏得了客戶的認(rèn)可。

沁恒助力大學(xué)生智能車競(jìng)賽

從2006年啟動(dòng)的第一屆大學(xué)生智能車競(jìng)賽，到今年已經(jīng)是第16屆了，沁恒微電子有幸成為今年大學(xué)生智能車競(jìng)賽的贊助商之一，公司的CH32V103是大賽推薦使用的一款微控制器。沁恒微電子為每所參賽高校免費(fèi)提供1個(gè)下載調(diào)試器WCH-Link、1塊CH32V103R8T6評(píng)估板、10片CH32V103R8T6樣片，目前已有近兩百所高校申請(qǐng)，預(yù)計(jì)最終有400+所高校參與。

三款RISC-V MCU滿足不同應(yīng)用需求

沁恒微電子推出的三個(gè)系列RISC-V產(chǎn)品能夠讓客戶的設(shè)計(jì)更具競(jìng)爭(zhēng)力。CH569/565微控制器使用RISC-V3A內(nèi)核，支持RISC-V指令的IMAC子集。系統(tǒng)主頻為120 MHz，片上集成超高速USB3.0主機(jī)和設(shè)備控制器(內(nèi)置 PHY)、千兆以太網(wǎng)控制器、專用高速 SerDes 控制器(內(nèi)置PHY，可直接驅(qū)動(dòng)光纖)、高速并行接口HSPI、數(shù)字視頻接口(DVP)、SD/EMMC接口控制器、加解密模塊，片上128位寬 DMA設(shè)計(jì)可保障大數(shù)據(jù)量的高速傳輸，可廣泛應(yīng)用于流媒體、即時(shí)存儲(chǔ)、超高速USB3.0 FIFO、通信延長、安防監(jiān)控等應(yīng)用場(chǎng)景。

CH32V103系列是以RISC-V3A處理器為核心的32位通用微控制器，系統(tǒng)主頻為80 MHz，片上集成了時(shí)鐘安全機(jī)制、多級(jí)電源管理、通用DMA控制器。此系列具有1路USB2.0主機(jī)/設(shè)備接口、多通道12位ADC轉(zhuǎn)換模塊、多通道TouchKey、多組定時(shí)器、多路IIC/USART/SPI接口等外設(shè)資源。

CH573是集成BLE無線通信的32位RISC-V3A內(nèi)核微控制器，片上集成了低功耗藍(lán)牙BLE通信模塊、全速USB主機(jī)和設(shè)備控制器及收發(fā)器、SPI、4個(gè)串口、ADC、觸摸按鍵檢測(cè)模塊、RTC等豐富的外設(shè)資源。

王曉峰介紹，沁恒微電子既提供ARM架構(gòu)的CH32F產(chǎn)品，也供貨RISC-V架構(gòu)的CH32V產(chǎn)品，兩者除了內(nèi)核上的差異，對(duì)于應(yīng)用更關(guān)心的資源配備、外設(shè)操作、系列產(chǎn)品種類上都幾乎保持一致，此設(shè)計(jì)也是為了易于用戶在這兩類產(chǎn)品之間平滑轉(zhuǎn)移，會(huì)使用CH32F基本就會(huì)使用CH32V，不用增加額外的時(shí)間成本。另外，面向資深的研發(fā)人員，對(duì)內(nèi)核操作有一定需求者，沁恒微電子能夠提供自有架構(gòu)操作示例及說明，給予直接的技術(shù)對(duì)接，無需深入的探索或研究。

王曉峰表示，其實(shí)在MCU應(yīng)用領(lǐng)域，單純宣傳處理器跑分，實(shí)際意義并不是特別大，只有符合對(duì)標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景的產(chǎn)品才是最有價(jià)值的，這也是沁恒微電子一直在深耕的一項(xiàng)工作。

我們背靠國內(nèi)大市場(chǎng)，只要潛心積累技術(shù)資本，國產(chǎn)替代就不是被“逼出來”的救命稻草，而是“適者生存”的發(fā)展規(guī)律使然!在此，為國內(nèi)MCU公司打call!