兆易创新推出首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品

来源: 半导体投资联盟

8月22日消息,在国内32位基于ARM Cortex-M通用MCU市场占据探花之位之后,兆易创新GigaDevice持续精进,在行业内率先将开源指令集架构RISC-V引入通用MCU,正式推出全球首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU,并提供程序代码库、集成开发环境、嵌入式操作系统、云生态、开发板等完整工具链支持。有备而来的兆易创新将在RISC-V MCU市场掀起多大的浪花?


兆易创新推出首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品


半导体供应商兆易创新GigaDevice宣布,在行业内率先将开源指令集架构RISC-V引入通用微控制器领域,正式推出全球首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品,提供从芯片到程序代码库、开发套件、设计方案等完整工具链支持并持续打造RISC-V开发生态。


作为GD32MCU家族基于RISC-V内核的首个产品系列,全新的GD32VF103系列 RISC-V MCU面向主流型开发需求,以均衡的处理效能和系统资源为RISC-V进入市场主流应用提供了选择。


新品首批提供了14个型号,包括QFN36、LOFP48、LQFP64和LQFP100等4种封装类型选择,保持了与现有产品在软件开发和引脚封装方面的兼容性,全面适用于工业控制、消费电子、新兴IOT、边缘计算、人工智能及垂直行业的深嵌入式市场应用。


兆易创新推出首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品


打造GD32百货商店


作为GD32系列的新成员,先来看看光环加身的GD32系列家族的发展。


兆易创新执行副总裁、MCU事业部总经理邓禹表示,GD32系列主要是基于ARM Cortex-M系列的32位通用MCU产品,拥有320余款产品型号、22个产品系列以及11种不同封装类型,实现高性能、低成本和易用性,涵盖入门级、主流级、高性能增强型等应用,累计出货量超过3亿颗,客户数量超过1万家,覆盖率稳居市场前列。


而凭借兆易创新已然打造的存储、MCU与传感器三驾马车,邓禹指出,兆易创新的策略是将产品立体组合打造MCU百货商店。GD32系列将持续加强研发和市场布局,在制程、eNVM与新型存储、电源管理及功率集成、射频CMOS、传感器层面不断加强研发,主流采用110NM制程,65nm、45nm、22nm也在研发,并在全国建立了4个研发中心,包括汽车级MCU研发中心。


“未来GD32未来创新战略将侧重更高性能和新型存储技术资源、更丰富连接性、更高安全性、更低功耗、强化信号链集成和硬件加速、汽车级高可靠性,同时也将持续提供丰富的生态系统,包括工具链合作伙伴、解决方案厂商、技术支持服务、GD32大学计划、全球扩展、宣传与培训等。”邓禹描绘出GD32的新蓝图。


兆易创新推出首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品


而随着基于RISC-V核的MCU新品的发布,将成就GD32发展的新里程碑。邓禹强调,Arm核和RISC-V内核两者有机融合,将进一步巩固兆易创新在32位MCU的领先地位。而且未来仍是两条腿走路,ARM仍是兆易创新的战略合作伙伴,RISC-V也将持续研发。


新型MCU性能强悍


全新的GD32VF103系列MCU采用RISC-V的Bumblebee(大黄蜂)处理器内核,这是兆易创新携手RISC-V处理器内核IP和解决方案厂商芯来科技面向物联网联合开发的一款商用RISC-V处理器内核。


兆易创新MCU产品经理金光一介绍,Bumblebee内核采用32位RISC-V开源指令集架构并支持定制化指令,更优化了中断处理机制。不仅配备了64位宽的实时计时器、可以产生RISC-V标准定义的计时器中断,还支持数十个外部中断源,具有16个中断级别和优先级,并支持中断嵌套和快速向量中断处理机制等优势。


而且,Bumblebee内核设计了二级变长流水线微架构,配备精简的指令预取单元和动态分支预测器,并融入多种低功耗设计方法。金光一强调,这使得GD32VF103系列MCU在最高主频下的工作性能可达153 DMIPS,CoreMark测试也取得了360分的优异表现,相比GD32 Cortex-M3内核产品性能提升15%的同时,动态功耗降低了50%,待机功耗更降低了25%。


而这一MCU的功能不止如此:GD32VF103系列RISC-V MCU还提供108MHz的运算主频,以及16KB到128KB的片上闪存和6KB到32KB的SRAM缓存。此外,还集成多种外设资源,包含多达3个USART、2个UART、3个SPI等,以及12位高速AD、DAC等等。


除MCU性能超群之外,兆易创新谋定而后动,在生态层面与产业合作伙伴一起赋能,打造了全面的包括开发编译层、调试工具层、操作系统和云连接层、开发板等在内的完整生态,提供丰富和完善的支持。


可以说,这一全新MCU将成为GD32家族的新“生力军”,进一步巩固兆易创新在32位MCU的领先地位。新品还完整保持了与现有基于Arm核的MCU在软件开发和引脚封装方面的兼容性,金光一认为,这增强了代码复用性,缩短了开发周期,全面适用于工业控制、消费电子、新兴IoT、边缘计算、人工智能等嵌入式市场应用。


开启第二赛道


随着RISC-V的优势彰显和生态成形,不少大公司加入RISC-V阵营,RISC-V成为一种主流架构已是大势所趋。基于 RISC-V 的产品在快速落地,无论是华米科技、阿里平头哥、紫光展锐等都已先行试水RISC-V 在 5G、AI、工业半导体等领域的运用,而今基于 RISC-V 的MCU的面世,也将进一步推进RISC-V的落地之旅。


但在MCU层面,国内厂商的话语权还较缺失。从IHS Markit统计数据来看,2018年中国Arm Cortex内核MCU市场分额基本上被国外企业所占据,国内只有兆易创新市场占比达到了9.4%,其他国内厂商市场占比相对很小。此外,ST和NXP两家国外企业2018年在国内市场占比就超过了72%。


在国内众多家MCU企业中,能够提供32位通用MCU产品的厂商主要包括兆易创新、东软载波、芯海科技、灵动微电子、北京君正、晟矽微电、贝特莱、复旦微、华大半导体、航顺芯片等企业。而国产MCU未来机会就包括诸如建立新的生态如RISC-V架构等、在通用产品基础上做差异化定制等,因而,领头的兆易创新首家推出基于RISC-V架构的32位通用MCU,不仅为其GD32 MCU“百货商店“注入新活力,也为国内MCU厂商开辟全新竞争赛道。


芯来科技CEO胡振波也表示:“创新和生态是国内MCU公司迈入世界一流的关键,双方的合作必将让RISC-V落地生根,为中国通用MCU在AIoT时代带来新突破、形成新格局。


中国开放指令集生态(RISC-V)联盟理事长倪光南院士也称,基于RISC-V国产CPU可满足自主可控需求,在新兴市场应用前景看好,未来RISC-V将有望成为世界主流CPU核之一,在CPU领域形态Intel、ARM、RISC-V三分天下的格局。


对于未来RISC-V和Arm的走势,中国软件行业协会嵌入式系统分会副理事长何小庆认为,RISC-V应用将集中于嵌入式和IoT,未来RISC-V和Arm将同行发展,一个系统中既使用RISC-V也使用Arm或者一种芯片包含两种内核,在这一过程中要防止碎片化,之后着力差异化。


RISC-V阵营如何联手破解发展中的问题?Arm会有“芯“让后来者RISC-V共享荣光吗?基于RISC-V的MCU能否重塑未来格局?一切唯有待时间验证。



全面优化的RISC-V处理器内核


GD32VF103系列MCU采用了全新的基于开源指令集架构RISC-V的Bumblebee处理器内核,是兆易创新(GigaDevice)携手中国领先的RISC-V处理器内核IP和解决方案厂商芯来科技(Nuclei System Technology)面向物联网及其它超低功耗场景应用自主联合开发的一款商用RISC-V处理器内核。


Bumblebee内核采用32位RISC-V开源指令集架构并支持定制化指令,更优化了中断处理机制。不仅配备了64位宽的实时计时器、可以产生RISC-V标准定义的计时器中断,还支持数十个外部中断源,具有16个中断级别和优先级,并支持中断嵌套和快速向量中断处理机制。低功耗管理可以支持两级休眠模式。内核支持标准JTAG接口及RISC-V调试标准,适用于硬件断点和交互式调试。Bumblebee内核也支持RISC-V标准的编译工具链,以及Linux/Windows图形化集成开发环境。


Bumblebee内核设计了二级变长流水线微架构,配备精简的指令预取单元和动态分支预测器,并融入多种低功耗设计方法。能够以二级流水线的代价,达到传统架构三级流水线的性能和频率,实现了业界一流的能效比与成本优势。这使得GD32VF103系列MCU在最高主频下的工作性能可达153 DMIPS,CoreMark®测试也取得了360分的优异表现,相比GD32 Cortex®-M3内核产品性能提升15%的同时,动态功耗降低了50%,待机功耗更降低了25%。


兆易创新推出首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品


GD32VF103系列RISC-V 内核32位通用MCU


主流均衡的首发产品组合


GD32VF103系列RISC-V MCU提供了108MHz的运算主频,以及16KB到128KB的片上闪存和6KB到32KB的SRAM缓存,gFlash®专利技术支持内核访问闪存高速零等待。Bumblebee内核还内置了单周期硬件乘法器、硬件除法器和加速单元应对高级运算和数据处理的挑战。


芯片采用2.6V-3.6V供电,I/O口可承受5V电平。配备了1个支持三相PWM互补输出和霍尔采集接口的16位高级定时器可用于矢量控制,还拥有多达4个16位通用定时器、2个16位基本定时器和2个多通道DMA控制器。全新设计的中断控制器(ECLIC)提供了多达68个外部中断并可嵌套16个可编程优先级,以增强高性能控制的实时性。


为广泛的主流应用配备的多种外设资源,包含多达3个USART、2个UART、3个SPI、2个I2C、2个I2S、2个CAN2.0B和1个USB 2.0 FS OTG,以及外部总线扩展控制器(EXMC)。其中,全新设计的I2C接口支持快速Plus (Fm+)模式, 频率最高可达1 MHz (1MB/s),是以往速度的两倍。SPI接口也已经支持四线制并新增多种传输模式,还可方便扩展Quad SPI NOR Flash实现高速访问。内置的USB 2.0 FSOTG接口可提供Device、HOST、OTG等多种模式。外部总线扩展控制器(EXMC)更方便连接NOR Flash,SRAM等外部存储器。


新品集成了2个采样率高达2.6M SPS的12位高速ADC,提供了多达16个可复用通道,并支持16-bit硬件过采样滤波功能和分辨率可配置功能,还拥有2个12位DAC。多达80%的GPIO具有多种可选功能还支持端口重映射,持续以灵活丰富的连接性满足主流开发应用需求。


兆易创新推出首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品


GD32VF103系列RISC-V内核通用32位MCU产品线


芯来科技CEO胡振波表示:“兆易创新是中国集成电路产业的标杆,也是中国通用MCU供应商的龙头。芯来科技目前已经具备领先的RISC-V处理器内核IP和工具链研发能力,并处于中国RISC-V嵌入式处理器研发与产业化的最前列。双方的合作必将让RISC-V落地生根,为中国通用MCU在AIoT时代带来新突破、形成新格局,并与广大用户携手共赢。”


兆易创新执行副总裁、MCU事业部总经理邓禹表示:“RISC-V体系已经在全球快速崛起,成为半导体产业及工业控制、物联网、智能终端等应用领域的迅猛发展趋势。兆易创新在行业内首家推出基于RISC-V架构的32位通用MCU产品并持续打造RISC-V开发生态,也将进一步满足市场对于开放性架构的差异化需求并有利于发挥成本优势,让不断丰富完善的GD32 MCU‘百货商店’持续为用户提供更多创新之选。”


持续打造的RISC-V开发生态


兆易创新一直在为GD32生态系统提供丰富和完善的支持,包括多种开发板和应用软件在内的RISC-V开发生态也已准备就绪,GD32V系列产品的使用者可以利用全新的开发工具和程序代码库轻松实现设计构想。新增的开发工具包括GD32VF103V-EVAL全功能评估板以及GD32VF103R-START、GD32VF103C-START和GD32VF103T-START入门级学习板,可以分别对应四种不同封装和管脚,方便用户进行开发调试。另外还提供了GD32VF103-BLDC电机控制开发板、GD-LINK调试量产工具以及一系列来自合作伙伴的GD32 RISC-V终端设计方案。


兆易创新还联合芯来科技为GD32V系列MCU提供了免费集成开发环境Nuclei Studio。这个全新IDE基于开源的Eclipse架构,并集成了GCC、OpenOCD等RISC-V相关工具。用户可以快速上手并方便的完成代码编写、交叉编译、在线调试、程序烧写等一系列开发流程。第三方合作伙伴也提供了更多IDE和工具选择,包括Huawei IoT Studio、SEGGER J-Link V10及Embedded Studio等均已支持。嵌入式操作系统包括μC/OS II、FreeRTOS、RT-Thread、Huawei LiteOS等也已全面适配并可以直接连接至云。这些都极大程度的简化了开发难度。


即刻开始RISC-V的开发体验


GD32V系列新品全部符合工业级高可靠性和温度标准,并提供至少十年的持续供货保证。芯片的静电防护(ESD)防护水平在人体放电(HBM)模式可达5KV,器件放电模式(CDM)可达2KV,远高于行业安全标准,从而适用于复杂环境并让终端产品更可靠耐用。


全新的GD32VF103系列RISC-V MCU现已即刻上市。样片和开发工具都可以通过GD32技术网站(www.GD32MCU.com)获取,各授权经销商渠道及GD32天猫旗舰店(GD32.tmall.com)也已同步发售。


关于GD32 MCU


兆易创新GD32 MCU是中国高性能通用微控制器领域的领跑者,中国最大的Arm® MCU家族,中国第一个推出的Arm® Cortex®-M3、Cortex®-M4、Cortex®-M23及RISC-V内核通用MCU产品系列,已经发展成为中国32位通用MCU市场的主流之选。并以累计超过3亿颗的出货数量,超过2万家客户数量,23个系列330余款产品选择所提供的广阔应用覆盖率稳居市场前列。兆易创新GD32 MCU也是Arm®大学计划(University Program, AUP) 中国首批合作伙伴、Arm® mbed™ IoT平台生态合作伙伴、RISC-V基金会银级会员、“兆易创新杯”中国研究生电子设计竞赛的冠名厂商。所有型号在软件和硬件引脚封装方面都保持相互兼容,全面适用于各种高中低端嵌入式控制需求和升级,全面释放高性价比的出众价值,并构建完善的生态系统支持多层次开发加速设计周期。产品通过长期市场检验,已成为系统设计与项目开发的创新首选。


关于芯来科技 (Nuclei System Technology)


芯来科技是中国领先的RISC-V处理器内核IP和解决方案公司,持续聚焦RISC-V处理器内核研发,赋能本土RISC-V产业生态。芯来已经推出的嵌入式CPU核系列产品,具备了高性能、低功耗和易于使用的特点,在性能、面积、功耗、成熟度、价格及开发平台等方面具有优势,处于中国RISC-V嵌入式处理器研发与产业化的最前列。芯来科技目前是RISC-V基金会银级会员、中国RISC-V产业联盟副理事长单位、中国开放指令生态(RISC-V)联盟会员单位。



文章来源:半导体投资联盟

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