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王炸价格,MCU迎来内核自由新战局!

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两只袜子|  楼主 | 2022-11-18 14:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
近日,沁恒微电子一款伍毛级别的RISC-V通用MCU引起行业震动,王炸价格成为众多电子工程师交流讨论的焦点。


在2020年以前,全球指令集呈现双寡头格局,x86、arm两大传统架构一直占据着绝大多数的市场份额——x86架构在PC及服务器市场一家独大,移动市场则由arm架构一统江湖。
由于arm需要支付授权费用,且arm内核的MCU开发门槛不高,过多的同质化产品导致竞争优势难以体现;而传统x86的授权又过于复杂。于是,越来越多的MCU厂商开始转型,纷纷将目光投向了RISC-V。
RISC-V标准指令集开源,能够在此基础上进行设计研究。MCU厂商可以选择付费购买第三方处理器内核IP,也可以完全自研实现内核自由和免费。在RISC-V应用最广泛的MCU领域,目前已有许多国内知名MCU厂商入局RISC-V赛道。
例如,兆易创新基于Bumblebee RISC-V内核发布了32位通用MCU GD32VF103,并宣布未来将坚持arm和RISC-V两种架构并行。沁恒基于自研的青稞RISC-V系列微处理器内核IP及USB、以太网、蓝牙等专业接口IP,发布了连接型/互联型/无线型全栈MCU+单片机CH32V系列,引领通用MCU从外源模块组装走向RISC-V全自研。

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其中的超值型RISC-V MCU CH32V003系列便是讨论的焦点。“这款MCU是怎么把价格做到如此有吸引力的”、“RISC-V MCU产品有何竞争优势”、“产品开发生态是否完善”等疑问多次出现在讨论内容中。
下面,让我们带着这些疑问一探究竟!

伍毛系列如何做到“伍毛”低价?


我们都知道,在刚刚过去的2021年,MCU市场可谓欣欣向荣,且严重供不应求,今年受到消费需求疲弱的影响,半导体芯片砍单降价风暴愈演愈烈,即便是之前供不应求的MCU,现如今也已开始大幅度降价了。即便如此,伍毛级别的RISC-V通用MCU仍然很难想象。那么,沁恒是怎样做到这么“接地气”的价格的呢?到底是在硬件材料上做了文章,还是实打实的依靠硬实力为客户节省成本?

原来,早在2017年沁恒就开始关注并研究RISC-V指令集了。凭借多年在资源、技术、经验上的积累,沁恒于2020年推出了业界首款基于自研青稞RISC-V内核的32位通用MCU CH32V103系列。随后又推出了互联型和无线型MCU,在标准RISC-V基础上大大提升了中断响应速度。
相比采购外源IP进行组装的传统整合模式,沁恒独有的全栈模式,不仅内核自研,USB、以太网、蓝牙等专业接口IP也自研,使各IP紧密结合,打通了PHY、MAC及协议栈上下多层之间的数据链,具有更高的效率。内置PHY的单芯片方案体积更小、引脚更少,且无需向第三方支付IP授权费和每只芯片的提成费。
基于这种包含内核在内的全栈自研模式,最新推出的V003系列一步到位,才能将价格实实在在做到了伍毛级别。

RISC-V MCU产品有何竞争优势?


看到这里,可能有人会说,全栈自研模式下的RISC-V MCU除了能帮用户节省成本,还能提供什么呢?这就可以从沁恒RISC-V产品线一探究竟。

• 优异的性能表现
基于自研青稞RISC-V处理器的互联型CH32V307系列,提供USB 2.0高速接口(480Mbps)、千兆以太网MAC,并内置了自研PHY,加入单精度浮点指令集,具有更快的数据传输速度和更高的运算性能;无线型CH32V208系列搭载青稞V4C内核,片上集成2Mbps低功耗蓝牙BLE通讯模块、10M以太网MAC+PHY模块、USB2.0全速设备+主机/设备接口等,有“全能型小网关”的称号,可以满足用户实现更多功能。
“伍毛”价格超值型V003系列采用青稞32位RISC-V内核,支持RV32EC指令集,是一款宽电压工作范围(2.7至5.5V)的MCU。具有快速可编程中断控制器和硬件中断堆栈。系统主频可达48MHz,支持2级中断嵌套;嵌入16KB Flash和2KB SRAM;集成USART、I2C和SPI等多种通讯接口;内置1组可连接ADC和TIM2的运放/比较器;支持睡眠和待机2种低功耗模式;标准工业级工作温度范围:-40℃~85℃;采用单线调试接口,减少了I/O口的占用。

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另外值得一提的是,芯片提供SOP、QFN和TSSOP三种封装形式,最小尺寸仅为3.0mm*3.0mm。

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• 内核自由,助力国产MCU快速发展
此前,沁恒多次在峰会及研讨会上谈到:“自研RISC-V的战略意义不在于节省第三方IP的授权费和每只芯片的提成费,而在于掌握MCU核心技术,便于与应用结合提升专业性和灵活性,避免了核心部件和业务的外包,确保芯片‘内核自由’,实现真正的处理器内核级别的自主可控,在通用的RISC-V生态上担负起对客户的长期保供承诺。”
诚然,信息安全也是近几年来一直在强调的话题。在政府、海关、金融、交通、医疗等重要部门,保障其通信安全尤为重要。RISC-V的指令集架构开源是属于开放标准,国内企业可自主创新设计满足市场对处理器IP微架构的差异化应用需求,并拥有绝对的自主可控和信息安全保障。

开发生态是否完善?



虽然目前市面上国产RISC-V通用MCU的选择有很多种,但对于电子工程师来说,想必大家最为关注的问题就是开发环境与工具教程,以及上手难易程度了。据悉,沁恒这款伍毛级别的RISC-V通用MCU,不仅具有完善的开发生态,还能为客户提供便捷的技术服务。


沁恒为CH32系列MCU配套免费的IDE集成开发工具:MounRiver Studio® (简称MRS),作为一款针对RISC-V等内核MCU的免费集成开发环境(IDE),内部集成了编辑器、工程管理系统、编译器、链接器、库管理、仿真调试器和下载器等在内的完整开发资源。
可能有些工程师没有使用过RISC-V的单片机,会认为是不是还得用类似Python、Go等编程语言,其实不是,目前RISC-V单片机的编程语言还是和传统单片机一样,主要是用C语言进行开发的,使用过沁恒CH32单片机的,或者有一定单片机基础的朋友,可以说轻松上手。此外,官方也提供了各种外设例程,新手也可以直接上手使用,极大地方便了学习和开发。

# 结 语 #

总体来说,采用沁恒自研青稞RISC-V处理器的系列产品,无论是在性能还是成本方面,相比市面上其它同类产品都是极具竞争力的。虽然目前MCU核心供应商仍然集中在意法半导体、瑞萨、恩智浦、英飞凌、德州仪器等国际厂商,国内厂商的市场占有率相对微弱,但可以预见的是,在芯片开源的大环境下,包含内核在内的全栈自研模式,将逐步成为国产MCU发展新战局的主流,助力中国MCU产业高速发展,实现真正的内核级别的自主可控、国产创新。

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Q80351951| | 2022-11-18 21:47 | 显示全部楼层
程序空间太少,代码空间不够用,替换不了其他8位的003系列。

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xdqfc| | 2022-11-19 17:21 | 显示全部楼层
代码密度本来就不高,而且只安排了16K,的确是寒碜了点。看看怎么优化吧。

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pattywu| | 2022-11-24 11:13 | 显示全部楼层
开fto优化,效果会好很多。

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xch| | 2022-11-25 11:33 | 显示全部楼层
都不知道自己姓啥了

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GlenX| | 2022-11-29 13:52 | 显示全部楼层
由良好的开端,希望总会实现!

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