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爱普特:基于RISC-V内核打造全国产高可靠32位MCU

2022-06-20 15:41:33 赵明灿 阅读:
6月17日,在AspenCore举办的“全球MCU生态发展大会”上,爱普特微电子副总经理袁永生发表了“基于RISC-V内核打造全国产高可靠32位MCU”主题演讲。

6月17日,在AspenCore举办的“全球MCU生态发展大会”上,爱普特微电子副总经理袁永生发表了“基于RISC-V内核打造全国产高可靠32位MCU”主题演讲。FFdednc

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据介绍,爱普特成立于2012年,十年磨一剑,该公司从一开始到现在,整个发展策略、整个产品规划都是沿着全自主可控、完全国产的路径去走的。包括其CPU核的选择,到现在为止全部基于RISC-V整个系列开发。目前,爱普特的产品出货量已经超过1亿颗。FFdednc

爱普特希望打造一个全国产的MCU。然而,仅仅是MCU内核选择RISC-V,还有一堆IP需要外购。因此,爱普特花了大量的精力去打造了自己的整套IP库。也就是说,到现在为止,该公司所有的IP全部是自研,没有任何IP是外购的。从这方面来说,爱普特的产品真正做到了全国产。FFdednc

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“我们为什么要去做IP库?其实我们的出发点刚开始的时候不仅仅是全自主可控的问题,还有一个重要的问题就是可靠性的问题。”袁永生指出,“MCU是一种非常典型的数模混合的芯片,这个芯片的设计就是一个典型的木桶效益。如果你要做一个高可靠性的MCU,那么你这个团队的能力,最重要的那个人,决定了你整个芯片性能的天花板,因为你的可靠性完全取决于你团队每一个人的能力。这也是目前国内在很多芯片领域一直不能够超越或赶超国外大厂最核心的问题。高端的芯片我们能做,性能也能做,但是在可靠性方面其实是需要时间的积累和技术的积累。”FFdednc

“如果你的IP全部外购,你每购一个IP,你就把你的木桶效应扩展到了你的IP供应商,最终造成你产品的可靠性实际上是不可控的,你不知道短板在哪里。很多产品在市场上碰到了问题,可能有很多原厂都不知道到底哪里出了问题,因为这超出了它系统覆盖的范围,因为它有第三方供应商。”FFdednc

“另一个方面,就是成本。举个简单的例子,如果你要买一个IP。作为IP授权的那一方,他们这个IP绝对不是为你一个人做的,就是为好几家做的,你要的功能我也有,你买的IP里面可能有20%、30%的功能跟你是没关系的,或者IP公司也没有告诉你还有另外的功能,但是你把这么多IP拼凑成一个芯片的话,这个芯片的成本可能有20~30%跟你没关系。那你的性价比怎么做成本控制?”FFdednc

“从这两方面来说,我们为什么一定要花精力打造自己的IP,一个是可靠性,另一个是成本。目前我们的IP到现在为止研发出来的已经量产的超过400多个,从安全架构一直到AI。”FFdednc

另外,目前市场上产品的可靠性设计是怎样的?举几个简单例子,其中最常见的一个就是时钟的可靠性。“市场上有一种非常土的方法,测试芯片时钟的可靠性,就是拿一个导线绕十几圈,接到220V电源上,然后用一个开关直接跳接到你的芯片上。你的芯片会不会死机?就是你时钟的可靠性是怎么设计的,还有内存以及复位。这种方法看起来是非常规的。之所以有这种测试方法,就是因为在某些领域就是要求芯片达到这样的可靠性。为什么芯片的国产化还有很多路要走,就是有很多经验没有覆盖到,很多坑还没有趟,还没有碰到这样的应用,所以你的可靠性怎么去打造?是不是围绕你所有的IP、所有的应用场景进行全方面的覆盖。”袁永生指出,“当然这又回到刚才的问题,如果IP是外购的,在这方面也就不可控。”FFdednc

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袁永生认为,RISC-V在通用MCU市场上取得成功的关键问题是生态。“这个生态不是一家公司能打造的。虽然现在很多公司已经基于RISC-V设计产品了,但对我来说,倒没有感觉到竞争。现在从编译工具链来说,我们已经做到了整体的集成开发环境(IDE)——CDK编译器,其中已经面向各个领域做了组件式的开发,从芯片到最底层的专网一直到上面所有的标准接口,并且我们的CSI底层库标准已经通过了RISC-V的国际认证,成为RISC-V的子标准之一。”袁永生介绍说。FFdednc

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“整个组件已经完全覆盖到了从消费电子一直到高端的视觉、语音智慧AI的算法。那么组件式应该怎样做?为什么这么做?我们的组件库截至到目前已经有将近200个,这些组件基本上覆盖了目前常用的应用,可以解决用户快速上手、提高项目开发力度、缩短产品研发周期等问题。而且这个组件库支持第三方。也就是说,如果你做一个应用,你完全可以自己打包你的小组件,整体的程序框架做完以后,下游的工程师基于你的组件或者框架可以自己另外调整其他的应用,这样你的整个产品的开发就是平台化的。”袁永生表示。FFdednc

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从下面的开发平台可以看到,从组件的分类可以选择,到程序库,再到下载应用后自动进入到编译环境,整个过程非常简单方便。FFdednc

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面对各种场景的应用,爱普特的基础组件已经做得非常完整,另外也跟很多的应用公司、开发者进行合作,把很多产品应用的母板做成模型。“比如要做一个麦克风,它需要实现什么功能,大概框架是什么样子,到整个程序的开发,全部做成产品原型。这个原型可以在CDK上直接下载,基于这些做功能的调整和产品定义就可以了。”袁永生解释道。FFdednc

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另外是可视化的开发。“我的芯片出来之后,你可以直接看这个芯片的管脚图,对每个管脚的功能进行配置。只要选择完之后,整个程序库就会自动生成。这样,你直接在这个基础上做产品逻辑就够了。目前在RISC-V方面有很多开源编译器可以使用,最常用的是Eclipse,相比之下,基于这类编译器开发上手就会很困难,它的难度与KEIL不是一个等级的。但是,我们很多的功能已经做到超越了KEIL,当然也还需要逐步去迭代。”袁永生介绍说。FFdednc

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目前爱普特已经发布了上百款产品,主要的应用领域包括电机驱动、人机交互和BMS等等,整个性能从入门级一直到多核、64位1GHz主频的RISC-V产品陆续已经开始量产。在这上面也做了整个产品的矩阵规划,这也位广大的开发者提供了一种矩阵式的RISC-V开发选型库。FFdednc

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最后,袁永生也介绍了两款即将发布的产品。第一个是APT32F110X系列,针对低功耗LCD驱动市场而设计,带LCD驱动,而且这个产品的低功耗特性在很多的应用上非常有竞争力。这个产品集成了非常多的模拟外设和数字外设。包括64KB程序Flash,4KB数据Flash,8KB SRAM和256KB不掉电SRAM。程序存储器和数据存储器两个部分是并行架构的,这样就可以获得实时性,这是市场上非常独特的一点。此外,它还集成了32位的乘法器(单周期)和32位的除法器(5个周期),这样也能给算法设计带来非常大的便利。FFdednc

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另外一个产品是针对电机、变频市场的APT32F170X系列。这个系列的主要特点就是集成了高速的比较器和高性能的运放。爱普特这个产品系列已经在电机/变频领域获得了大量的应用,新发布的产品对这个产品线进行了补充。这个产品的整个架构跟上一款产品非常类似,但是它的主要特点是有独立的模拟外设。比如模拟比较器可以独立选择248个参考电压,这就可以为应用带来很大的性能提升。FFdednc

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责编:Franklin
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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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