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灵动微电子:MM32 MCU“星”平台,新生态

2022-06-18 12:47:38 赵明灿 阅读:
6月17日,在AspenCore举办的“全球MCU生态发展大会”上,灵动微电子应用开发总监金昭发表了“MM32 MCU‘星’平台,新生态”主题演讲。

6月17日,在AspenCore举办的“全球MCU生态发展大会”上,灵动微电子应用开发总监金昭发表了“MM32 MCU‘星’平台,新生态”主题演讲。重点介绍了该公司2022年推出的全新性能型MM32F5系列MCU产品及其生态系统。9Zkednc

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灵动简介

据介绍,灵动微电子成立于2011年,专注于MCU的平台和解决方案的开发。在过去的11年多的时间里,灵动已经累计交付了超3亿颗的MCU,在国内的通用MCU公司中名列前茅。该公司MCU产品的重点应用领域包括智能工业、汽车电子、智慧家电、物联网等,以及消费类的玩具。9Zkednc

灵动一直坚持所有IP都坚持自主设计,所以拥有专业的芯片和自主IP设计团队,涵盖了现有比较流行的各个工艺节点。此外,灵动自从一开始做MCU,就非常关注整个生态的建设,所以灵动的自建生态体系是灵动走到MCU行业的特点。灵动一直专注于为客户提供从开发环境、参考方案到算法以及软件和硬件的整体解决方案。9Zkednc

灵动发展历程

灵动微电子于2011年在上海成立。9Zkednc

2014年到2016年,开始涉足MCU领域,并于2014和2015年开始发布基于Arm Cortex-M0/M3的MM32F/MM32L系列产品。9Zkednc

2017年提出了MindSafe安全技术平台的概念,从这时起,其整个芯片开始专注于芯片内部代码保护的安全,以及芯片整体对环境的适应性,对产品的可靠性等安全概念。9Zkednc

2018年,发布了MM32SPIN系列产品。MM32SPIN系列主要用于电机和电源行业,所以灵动也针对这个系列提供了一些与电机和电源有关的设计。9Zkednc

2019年,灵动开始从消费类领域全面进入到工业、汽车、大家电和物联网市场。到2020年,该公司发布了全新的MM32 MCU平台。9Zkednc

到2021年,整个行业都在往更高密度的方向走,因此灵动率先推出了多款12寸90nm MM32系列,同时快速启动了55nm/40nm平台的设计。9Zkednc

到2021年4月,灵动开始发布STAR-MC1 MM32F5系列产品。同时也发布了全新的低功耗MM32L系列产品。另外,为了扩展新的MM32F5系列,配合高性能系列产品的一些生态,灵动也同步发布了MindSDK软件开发平台。9Zkednc

产品家族

灵动整个MCU产品家族包含四大系列:MM32 F高性能系列、MM32 L低功耗系列、MM32 SPIN电机与电源系列,以及MM32 W无线系列。“我们的一个特点是,我们在做芯片设计的时候考虑到了软件和硬件的兼容性。在不同的系列当中,我们尽可能保留引脚,同时开发软件底层的驱动,也在这几个系列之间保持着兼容。”金昭补充说,“举个例子就是,我们用F系列MCU做的产品,如果有的想做无线系列,只有个别引脚改变,其他都不需要动,只需要把天线做进去,就可以平移。其实软件很多也是兼容的,只要额外做一些处理,就可以得到平滑地迁移。”9Zkednc

MM32新产品介绍

过去几个月,灵动一直保持最新的“星”产品发布。例如,去年11月,灵动发布了F1040首款12寸、升级CAN接口的MCU。这样就能把更多的功能、更可靠的连接以及更强大的处理能力带进到汽车和工业领域。9Zkednc

去年12月,发布了另一款F0270高性能系列。这个产品的主要特点包含USB/CAN外设,同时在M0内核上做到了96MHz主频,并具有128KB的Flash。因此针对一些比较复杂的应用,可以带来很高的性价比。9Zkednc

今年1月,快速推出了SPIN0280首款支持双电机的M0芯片,同时其支持128kB的Flash。得益于其高主频,有很多客户和方案商成功利用它做成了双电机,这在家电领域有一些应用。由于其产品定位为电机与电源专用MCU,因此最典型的应用是在大家电的板子上。9Zkednc

今年2月,推出了其入门级12寸F0020系列。与原来的S0020相比,各方面性能都有提升,同时还实现了更高的产能。9Zkednc

今年3月,推出了F0040小封装、72MHz、12寸的MCU产品。和F0140对应的有大部分功能都兼容。由于只针对小封装市场来做这款产品,为了实现更高的性价比,Flash和一些功能模块进行了缩减,金昭解释说。9Zkednc

今年4月首次发布了F5270/F5280 “星”平台,即MM32F5系列。9Zkednc

MM32平台——MM32F5系列

金昭表示,MM32F5系列搭载了基于Arm v8-M Mainline架构的“星辰”STAR-MC1处理器内核,有很多的优势。最大的特点就是高性能,可以做到4.02CoreMark/MHz,并集成了DSP和FPU,比传统的M3和M4都有很大的提升。“这也就是我们今天的主题,全新性能型MM32F5系列。”金昭强调。9Zkednc

什么是星辰处理器?

安谋科技星辰处理器内核与Arm Cortex-M3/M4内核相比有了很大提升。Arm Cortex-M3不支持浮点运算和DSP两项功能。M4虽然支持DSP和FPU,但星辰处理器上还支持了L1 I & D-Cache和I & D-TCM两项功能,同时还支持了Lock-step。“从下面的评测来看,对比M3和M4两个内核,评测结果得到了相比M3和M4至少是20%的提升。”金昭表示。9Zkednc

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灵动为什么选择星辰处理器来设计F5系列

金昭表示,灵动在Cortex-M0和M3市场上已经走了很多年,现在一定要往更高性能拓展了。“因为我们与应用相关的算法以及边缘计算现在越来越重要了,所以灵动要把主要方向朝着高性能去走,同时保留最经典的M0、M3系列的横向拓展。星辰处理器能带给灵动F5系列第一是高性能。而且有可扩展性,后续可根据客户的需求扩展应用指令。然后还支持L1 I/D Cache,独立的TCM接口。另外其生态已经完备,目前主流的编译工具都已经支持,例如常规的KEIL、IAR、GCC等都已经对其提供了支持。最后是自主可控,也即是我们中国自主创造,这样就可以保障供应链安全。”金昭指出。9Zkednc

F5系列的产品布局

据介绍,MM32F5系列将会包含MM32F52/53/54三个子系列。上述的两款F52系列是其中的第一层,后续还会有F53和F54两个系列推出。9Zkednc

F52基于120MHz的主频,配备256到2MB Flash,覆盖主流M3/M4/M33市场。F53系列会提供150MHz主频,覆盖主流M3/M4/M33市场;F54会提供180MHz主频,深度覆盖汽车、工业和IoT应用。9Zkednc

高性能F5扩充产品组合

目前,灵动MCU已经有一百多款型号,相比代表性的超值型和主流型产品,F5系列定位为性能型,在性能、存储、架构和外设方面都有全面升级。9Zkednc

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MM32F5270:内核、外设配置全面升级

MM32F5270架构图如下。9Zkednc

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据介绍,其主要特点如下:9Zkednc

  • 120MHz“星辰”STAR-MC1 处理器,DSP + FPU + CORDIC
  • 256KB Flash,192KB RAM,支持XIP QSPI 扩展
  • 以太网,双FlexCAN,8 路串口,全双工I2S,48MbpsSPI
  • 双3MSPS ADC,硬件过采样,5V 耐压I/O
  • 信号间互联矩阵MindSwitch,可配置逻辑单元CLU
  • 封装形式:LQFP144/100/64

应用方向包括工业控制、电梯控制、电机控制、家电控制、指纹识别和智能电网等。9Zkednc

MM32F5280MB级存储,拓展高端应用

MM32F5280升级版的架构图如下:9Zkednc

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其主要特点如下:9Zkednc

  • 120MHz“星辰”STAR-MC1处理器,DSP + FPU + CORDIC
  • 2.25MBFlash,双独立分区,数据和程序全支持,OTA 支持
  • 以太网,双FlexCAN,8 路串口,全双工I2S,48MbpsSPI
  • 双3MSPS ADC,硬件过采样,5V耐压I/O
  • 信号间互联矩阵MindSwitch,可配置逻辑单元CLU
  • 封装形式:LQFP144/100/64

应用方向包括工业控制、电网监控、消防控制、面板控制、电梯控制、家庭娱乐、电池管理和打印机等。9Zkednc

生态系统

与本次的全球MCU生态发展大会相呼应,灵动的生态系统也一直是该公司的重点。“我们把我们MCU开发的产品项目分成四个阶段:产品选型、开发设计、样机测试和量产升级。在选型阶段,我们有简单的选型手册以及在线服务、参考方案可以选择。到开发设计阶段,作为市面流行的软件,如IAR SYSTEMS、Arm KEIL以及我们的MindSDK,还有市面上各种流行的嵌入式RTOS都提供支持。样机阶段,我们有自己的编程调试器,还有FAE线上线下的支持。量产阶段,我们会提供量产烧录工具,包括第三方支持。另外,在升级阶段我们会提供MindSafe和MindSecure这两种注册商标的形式,帮助大家更好地保护代码安全。”金昭表示。9Zkednc

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MM32硬件

在生态里面,少不了硬件开发板。“我们经典的就是(e)MiniBoard,覆盖了我们经典的产品系列。针对最新的F5高性能系列,我们提供了叫PLUS-F3270和F5270的高性能开发板,上面有丰富的外设,并和我们的MindSDK是完全匹配的,可以跑相同的代码。同样,我们还有一个motorDK,这是针对我们的SPIN系列,用于我们低压和高压电机的开发。”金昭介绍说。9Zkednc

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全新高性能F52系列生态配套

下面简单看下F52系列的生态配套,Plus-F5270开发板。这款开发板采用了功能和性能最强的MM32F5277E9P芯片,支持以太网端口、USB OTG、2个FlexCAN等很多接口。9Zkednc

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MM32软件

硬件之外,生态里面最重要的一个特点就是软件。“MM32为客户提供了多种软件形式做开发,最经典的方式就是行业通用的LibSamples,也就是例程和库的组合。每一个模块都会独立地提供这样的驱动,并有对应的示例做移植。”金昭说。9Zkednc

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通用软件库

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全新软件开发平台MindSDK

最后是此次新发布的一个重点MindSDK。“我们基于传统的结构重新扩大了我们的生态,除了传统的标准库之外,我们提供了基于CMSIS-Core和CMSIS-DSP、RTOS、软件协议栈以应用框架的整体体系结构。总体上兼容CMSIS-Core和-DSP,也支持传统例程的移植。很多应用上也支持了RTOS和其他扩展协议栈和工具链。另外,市面上所有的调试工具和第三方工具都有支持我们的产品。”金昭总结说。9Zkednc

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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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