快速切換通道打通，RISC-V向通用型MCU進(jìn)軍？

RISC-V因?yàn)橥耆_源、指令集夠精簡(jiǎn)，所以具有很高的靈活性，收到業(yè)界追捧。現(xiàn)在有太多的新興的應(yīng)用出現(xiàn)，在傳統(tǒng)的ARM或X86內(nèi)核的計(jì)算單元上去做限制比較多，所以大家想要用RISC-V來試一試。更何況面向未來的應(yīng)用場(chǎng)景，誰還想一直被ARM的授權(quán)束縛呢。

 

    小編確實(shí)想不到的是，RISC-V內(nèi)核將會(huì)在通用型MCU上實(shí)現(xiàn)，至少不是現(xiàn)在。通用型MCU市場(chǎng)需求很大，這從很大程度上來講是一個(gè)存量市場(chǎng)，通用型MCU需要完備的開發(fā)環(huán)境，上下游生態(tài)，這都是目前提供RISC-V內(nèi)核產(chǎn)品所欠缺的。性能既要更好、易用性也要很好，而且要方便從arm內(nèi)核的產(chǎn)品將我原有的設(shè)計(jì)代碼遷移過來。近日兆易創(chuàng)新宣布發(fā)布了采用RISC-V內(nèi)核的通用型MCU產(chǎn)品——GD32V系列，并且表示提供了一個(gè)快速通道的概念，客戶可以快速地將原有設(shè)計(jì)從arm內(nèi)核的產(chǎn)品上遷移到GD32V上來。

    圖：GD32V103

 

 

    先來對(duì)全新的GD32V系列產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)介紹。GD32V采用了創(chuàng)新的Bumblebee商用RISC-V內(nèi)核，并且集成了豐富的外設(shè)。這款內(nèi)核是兆易創(chuàng)新和芯來科技共同定制打造的一款商用內(nèi)核，集合了兆易創(chuàng)新多年存儲(chǔ)器和控制器IC設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和芯來科技領(lǐng)先的RISC-V內(nèi)核。據(jù)兆易創(chuàng)新MCU事業(yè)部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金光一先生介紹：全新的Bumblebee內(nèi)核具有二級(jí)變長(zhǎng)流水線架構(gòu)，支持RISC-V指令集。內(nèi)核集成了指令預(yù)取和動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)，因此處理器內(nèi)核可以對(duì)于指令進(jìn)行高效連續(xù)執(zhí)行，減少了指令的延遲，保證了處理器性能的完整發(fā)揮。據(jù)測(cè)試該內(nèi)核可以達(dá)到1.42DMIPS/MH2，內(nèi)核支持產(chǎn)生58個(gè)外部中斷，而且可以提供16個(gè)可編程的優(yōu)先級(jí)。

 

    在調(diào)試方面，內(nèi)核支持標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口，并且能夠支持RISC-V的調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)，從而非常適合于斷點(diǎn)調(diào)試、硬件斷點(diǎn)以及交互式調(diào)試，也提高了MCU開發(fā)的易用性。

 

    值得一提的是，GD32V系列的Core MARK跑分?jǐn)?shù)據(jù)可以跑到360分，相比兆易創(chuàng)新自家的經(jīng)典MCU產(chǎn)品GD32F103提高了15%。通用MCU的一個(gè)重要參數(shù)是功耗，據(jù)金先生介紹，GD32V系列最大動(dòng)態(tài)電流只有33毫安，相對(duì)于經(jīng)典的M3內(nèi)核產(chǎn)品（GD32F103）電流下降了50%。GD32V新品帶形電流只有9.5毫安，降低了25%。因此可以看到不論是從性能和功耗上，GD32V系列產(chǎn)品都全面超越了GD32F103系列產(chǎn)品。在Bumblebee內(nèi)核優(yōu)化下的RISC-V內(nèi)核相比ARM Cortex-M系列內(nèi)核的優(yōu)勢(shì)是明顯的。

 

 

    雖然性能功耗上，都做到了更優(yōu)秀的表現(xiàn)。但是正如我們?cè)谖恼麻_頭提到的，在通用型MCU市場(chǎng)上，生態(tài)的完備性，設(shè)計(jì)的可遷移性等等都是客戶選型的重要考量因素。采用通用型MCU的終端產(chǎn)品的量大，而且迭代周期一般較長(zhǎng)，如果沒有完備的、可靠的生態(tài)鏈、開發(fā)鏈來支持，那么即使性能功耗面積成本等參數(shù)做的再好也難也大規(guī)模商用。但是在此次發(fā)布會(huì)上，兆易創(chuàng)新并不僅僅是帶著一個(gè)產(chǎn)品來的，還帶來了全套的生態(tài)。

 

    首先是兼容性方面，據(jù)金光一先生介紹，兆易創(chuàng)新在GD32V系列和ARM MCU之間建立了一個(gè)快速切換通道。GD32V系列和GD32F系列的引腳、封裝和產(chǎn)品型號(hào)都可以做到一一對(duì)應(yīng)。這條“通道”讓跨內(nèi)核MCU選型和設(shè)計(jì)變得非常方面。用戶只需要注意一點(diǎn)小的細(xì)節(jié)調(diào)整就可以實(shí)現(xiàn)快速切換：內(nèi)核不同、中斷機(jī)制不同和調(diào)試接口的差別。只要注意了這三個(gè)方面，原有的代碼和程序可以很方便地從ARM內(nèi)核MCU移植到RISC-V內(nèi)核的MCU上來。金光一先生表示，因?yàn)榈讓泳捅ＷC了完整的兼容性，封裝是兼容的，計(jì)算器也是兼容的，底層操作和接口控制都是兼容的，所以保證了最大的兼容性，這就是兆易創(chuàng)新打造的快速通道的概念。

 

    開發(fā)工具方面，首先有一個(gè)原生的Nuclei Studio平臺(tái)，用戶可以在這個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)仿真、下載和調(diào)試的開發(fā)過程。此外，Segger的Embedded Studio也會(huì)很快對(duì)GD32V系列進(jìn)行支持。因?yàn)閷?duì)于這些工具廠商而言，它們也希望能夠快速切入到RISC-V的開發(fā)生態(tài)中，因此對(duì)于GD32V此第一款通用型MCU的支持力度也是足夠的。

 

    對(duì)于RISC-V內(nèi)核的通用型MCU而言，第一步能夠?qū)㈤_發(fā)工具鏈準(zhǔn)備好已經(jīng)是一個(gè)很大的突破，接下來，兆易創(chuàng)新將逐步去聯(lián)合上下游的合作伙伴，將整個(gè)生態(tài)補(bǔ)充的更加完整。

 

    GD32V的開發(fā)生態(tài)的搭建是聯(lián)合上下游廠商一起來完成的。

 

 

    兆易創(chuàng)新的MCU產(chǎn)品線的籌劃是從2011年開始的，原本的籌劃是7年的時(shí)間來完成，但實(shí)際只用了5年時(shí)間就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品覆蓋。成功的原因很重要的是因?yàn)槠鋵?duì)于Flash的理解足夠深刻，而且入場(chǎng)的時(shí)機(jī)也比較合適?，F(xiàn)在兆易創(chuàng)新的通用型MCU的累積出貨量已經(jīng)達(dá)到了3億顆，根據(jù)HIS Markit數(shù)據(jù)，在中國(guó)ARM®Cortex®-M MCU市場(chǎng)，兆易創(chuàng)新以9.4%的市場(chǎng)份額位居第三。通用型MCU的產(chǎn)品發(fā)展路線圖其實(shí)大家都差不多，從簡(jiǎn)單的通用型MCU向無線集成的MCU、高性能MCU等方向逐漸發(fā)展。而此次兆易創(chuàng)新推出的RISC-V內(nèi)核的通用型MCU，確實(shí)是市場(chǎng)上獨(dú)樹一幟的產(chǎn)品。是否能夠成為從追隨者到領(lǐng)跑者的一步好棋？讓我們拭目以待。

 

    未來當(dāng)我們回顧中國(guó)芯的崢嶸發(fā)展史時(shí)，兆易創(chuàng)新是絕對(duì)值得我們敬佩的開拓者。