重点内容速览:
| 兆易创新 :最先推出通用RISC-V MCU的玩家
| 先楫半导体:聚焦工业和汽车应用市场
| 爱普特:与平头哥合作专注IoT领域RISC-V MCU
近年来在市场上发展迅速,由于其开放性和灵活性,使得它在物联网、智能设备、汽车电子、工业控制,以及其他紧凑型、低功耗和成本敏感型嵌入式系统中有大量的应用。特别是汽车电子,被认为是未来RISC-V MCU最有发展潜力的市场。
根据SHD集团的统计,2023年,全球基于RISC-V内核的SoC产品出货量是12.6亿颗,预计2024年将达到20亿颗,到2031年将会突破200亿颗。其中,出货量占比最大的是MCU,2023年RISC-V MCU出货量为6.17亿颗,预计到2030年,出货量可达73亿颗,年复合增长率为42.4%。
RISC-V MCU的国内供应商和产品在近年来也得到了显著的发展,不少企业已经推出了基于RISC-V内核的MCU产品,比如说兆易创新在2019年就推出并量产了基于RISC-V内核的32位通用MCU产品;瑞萨电子也推出了RISC-V MCU,比如R9A02G021;乐鑫科技则通过自研的RISC-V 32位处理器,推出了多款支持AI功能的MCU产品。另外,高通、英伟达、英飞凌等公司也在积极开发基于RISC-V的解决方案。例如,高通推出了QCC74xM系列可编程连接模组,支持WiFi 6等协议;英伟达则开发了多个RISC-V MCU内核,用于取代其专有微控制器核心。
接下来,请跟随芯查查看看市面上主流的RISC-V MCU产品。
兆易创新:最先推出通用RISC-V MCU的玩家
兆易创新在RISC-V MCU领域算是投入比较早的企业了,该公司2019年推出了全球首款基于RISC-V内核的32位通用MCU——GD32VF103系列。
据其官网资料,GD32VF103系列采用了RISC-V的Bumblebee处理器内核,由兆易创新与芯来科技联合开发,专为物联网和超低功耗场景设计。GD32VF103系列具备108MHz运算主频、16KB至128KB片上闪存和6KB至32KB SRAM缓存,支持gFlash专利技术,确保高速数据访问。
在生态系统建设方面,兆易创新与芯来科技合作,为GD32VF103系列MCU提供了从芯片到程序代码库、开发套件、设计方案等全方位的工具链支持。此外,兆易创新与德国SEGGER公司合作,SEGGER所有工具现已完全支持GD32系列RISC-V MCU,极大简化了开发难度。
具体应用方面,据悉,GD32VF031系列MCU在多个领域得到了实际应用。例如,在工业控制方面,GD32VF103凭借其高性能和低功耗特性,被广泛应用于传感器网络和智能硬件等市场。此外,GD32VF103还被应用于智能家居设备中,为家电行业的全面智能化升级提供了核心动能。
先楫半导体:聚焦工业和汽车应用市场
先楫半导体是一家MCU初创公司,其产品基本都是基于RISC-V内核。该公司看到了MCU跨界发展趋势后,成立之初就从高性能MCU切入,推出了第一款高性能的MCU产品HPM6700,随后根据客户的需求,依托自身的技术实力和创新能力,依次推出了高性价比的HPM6300、集成精准控制的HPM6200、集成运动控制的HPM5300、集成仪表显示的HPM6800,以及最新的集成了ESC的HPM6E00系列。
HPM6700/6400系列是先楫半导体的旗舰产品,采用双核RISC-V内核,主频高达816MHz,支持双精度浮点运算及强大的DSP扩展。这些芯片在CoreMark跑分测试中取得了9220分的高分。此外,HPM6700/6400系列还集成了丰富的外设接口,如双千兆以太网、四个CAN接口和两个高速USB接口,适用于工业自动化、新能源和汽车电子等领域。
HPM6200系列定位于高性能、高实时、高精度的混合信号通用微控制器,主要应用于新能源、储能、电动汽车和工业自动化等领域。它具备强大的CPU性能、可编程逻辑阵列、增强型PWM控制器和高精度ADC,旨在打破国外品牌在高端控制器芯片市场的垄断。
HPM6E00系列是国内首款内嵌EtherCAT从站控制器的MCU,标志着中国在高端MCU领域的突破。该系列产品采用RISC-V双核架构,主频高达600MHz,支持多种工业以太网协议和时间敏感网络(TSN),适用于伺服、编码器、车载仪表等多个领域。
据了解,先楫半导体的RISC-V MCU广泛应用在了工业自动化、新能源、汽车电子等多个领域。
爱普特:与平头哥合作专注IoT领域
爱普特是一家专注于RISC-V MCU研发的国内企业,其产品主要应用于工业控制、智能家电、物联网和车载等领域。
近年来,爱普特与平头哥合作,打造了基于RISC-V内核的全国产系列MCU,从CPU到芯片设计、工具链、产品线、软件生态等环节提供了一整套解决方案。爱普特还开发了CSI底层库标准,为RISC-V应用工程师提供便利,同时提供了组件式开发管理,方便工程师在RISC-V核开发产品时无缝衔接现有程序框架,提高产品开发效率。
产品方面,爱普特推出了全国产RISC-V 32位MCU APT32F103系列,结合自身技术研发能力及合作伙伴的支持,通过设计创新提升了产品的可靠性和性能。这些产品广泛应用于美的、小米、松下、博世等品牌的产品中,在家电、可穿戴电子、健康等领域实现了亿级规模的商业化落地验证。
其比较有特色的产品还包括APT32F171系列、APT32F110系列、APT32F173x系列等。其中, APT32F171系列主打模拟增强,具有12位ADC转换器,转换速率为1MSPS,支持优先组和模拟看门狗;另外,还具有2个运放,支持内部和外部增益控制;6个比较器,内部可以提供126个参考,有可选的去抖,窗口等滤波功能。
在硬件联动方面,几乎所有芯片里面都会配置ETCB模块,该模块可以理解为一个桥,在模块与模块之间增加一个硬件通路,可以提升效率,减少CPU的资源消耗。
据悉,APT32F171比较适合电机的控制、IH饭煲、电烤箱和电磁炉等应用。
APT32F173x系列采用了平头哥E906内核,主频高达105MHz,性能与Arm Cortex-M3相当。具备高算力、丰富的资源和双电机驱动支持,主频可达105MHz,工作温度高达105℃,并且具有宽电压范围(1.8-5.5V)的优势。
结语
当然,除了上面提到的这些企业和产品,国内其实还有很多MCU企业在做RISC-V方面的研究和开发,比如琪埔维也在近期推出了RISC-V MCU产品XL6500R系列和XL6510R系列产品;沁恒微在全面布局RISC-V MCU;苏州国芯科技股份有限公司近期也推出了几款用于汽车的RISC-V MCU产品CCR4001S和CCR7002等;中国移动旗下的芯昇科技推出了CM32M4xxR系列;航顺的HK32U1xx9;华米的黄山系列;中微半导体的ANT32RV56xx系列等。
虽然参与的企业众多,大家的热情很高,但其实RISC-V MCU的生态环境仍然不太成熟,需要大家共同完善。比如:
一、开发环境不好用 ,很多工程师用不习惯。
二、编译效率低。 因为RISC-V指令集比较少,相对应的代码量就会偏高,加上编译器本身的效率及CPU的IP供应商提供的底层库执行效率不高,以及MCU企业提供的驱动库效率没有优化好等原因,所以会造成整体的编译效率低。
三、变量不能实时查看。 用惯了Arm Cortex芯片的工程师都会觉得,变量的实时查看应该是一个标配,但其实这跟CPU紧耦合的Debug module是不是可以支持SBA功能相关。
四、可视化程度低。
五、驱动不规范,烧录器不好用,以及可以参考的资料少等。
其实,所有的这些都是生态的原因造成的,所有的新生事物都会遇到这些问题。当参与的企业越来越多,这些问题最后都会被攻克。当然,如果想了解有哪些企业可以提供RISC-V MCU产品,或者想更加详细了解RISC-V MCU的具体信息都可以上芯查查找一找。
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