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沁恒微:青稞RISC-V全棧MCU的“3單3集3省”

來源: 責編: 時間:2023-09-02 18:19:35 427觀看
導讀南京沁恒微電子是國內第一批基于自研RISC-V內核構建芯片、共建生態并實現產業化的芯片公司。在8月28日舉辦的第三屆滴水湖中國RISC-V產業論壇上,南京沁恒微電子股份有限公司產品開發工程師陶玉凱分享了青稞RISC-V內核U

南京沁恒微電子是國內第一批基于自研RISC-V內核構建芯片、共建生態并實現產業化的芯片公司。在8月28日舉辦的第三屆滴水湖中國RISC-V產業論壇上,南京沁恒微電子股份有限公司產品開發工程師陶玉凱分享了青稞RISC-V內核USB/藍牙/以太網全棧芯片的技術,總結下來就是具備省電、省腳、省錢“3單3省3集”的特點,同時他還分享了沁恒微RISC-V芯片是如何在多個應用領域賦能RISC-V應用落地的。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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作為共性技術,微處理器內核性能、MCU架構從根本上影響著MCU成品芯片的主要功能特點和技術指標。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


據介紹,沁恒微自研青稞內核基于RISC-V生態兼容、優化擴展的理念,支持RISC-V標準指令集、業界主流操作系統和主要RISC-VIDE,同時融合了VTF等中斷提速技術,拓展了協議棧和低功耗應用指令,精簡了調試接口,使用戶在享受主流RISC-V開放成熟生態的同時獲得更好的使用體驗。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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總結沁恒微MCU的特點,可以用“3單3集3省”來概括。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


始終站在終端客戶角度出發,深入內核技術研究,形成“3單”技術分別是:單線調試、單線可編程接口、單線USB,讓客戶的開發更容易;站在用戶的角度出發,沁恒微的“3集”將USB接口(包括Type-CPD)、藍牙和以太網集成到MCU上,讓用戶使用更加靈活;為了更好的讓客戶進行終端產品的落地,沁恒微推出了基于上面的技術形成了“3省”:省電、省腳、省錢。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


“3單”之“單線調試”:芯恒基于自研的RISC-V內核,最先推出的是2線調試(2-wiredebug)。后面又推出解決小封裝芯片I/O緊張問題,同時提高片上資源利用率的方案——單線調試(1-wiredebug),將串口調試的技術也集成到debug,最后只需要一根管腳就可以完成單片機的系列功能。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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“3單”之“單線可編程接口”:沁恒微在RISC-VMCU里嵌入一個小核,可以進行單線通訊和控制(1-wirePIOC)。它根據應用實際需求,可自行設計各類單線通信協議,支持讀/寫雙重功能。下圖是一個PIOC的應用,通常有一個需要單線調試的RGB燈會用SPI或者PWM模擬,一個燈24比特顏色位可能需要24個字節模擬顏色位來控制。而如果用PIOC僅僅需要3個字節、24比特就可以完全模擬出時序,可以節省8B的資源。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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“3單”之“單線USB”:相較于通常的4線SPI、2線異步串口、2線IIC、10線以上并口等MCU接口通信協議,單線USB(1-wireUSB)只要一根線就可以完成一些通訊。它具備CRC等數據完整性檢測機制,具備通訊出錯自動重試等通訊Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


可靠性機制,具備總線地址分配機制,較SPI具有通信出錯重傳的機制等,在特定的場合使用下也可以節省很多引腳。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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“3集”之“集成USB”:沁恒微的自研USB接口芯片,基本上達到了全系列的覆蓋,例如CH32V305只需要拉兩根線,就可以實現480兆高速USB;CH643Q集成Type-CPD、RGB驅動等功能,可以給電腦直接充電。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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“3集”之“集成藍牙”:有藍牙功能的CH32V208,同時也是全能小網關芯片,既有藍牙接口,也有USB、內部10兆以太網接口。沁恒微還有專門面向BLE5.4的RISC-V內核MCUCH592,其主要應用方案是冷鏈傳輸儀,通過藍牙可以手機隨時察看當前溫度,USB功能能夠幫將運輸過程中的溫度信息記錄成冊形成PDF文檔,另外還有LCD斷碼顯示內功能,可以進行面板控制等。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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“3集”之“集成以太網”:CH32V208集成了以太網,CH32V307這顆也集成了10兆以太網和千兆MAC,還有一個高速USB2.0,可以兩根線實現高速USB。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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“3省”之“省電”:深入RISC-V內核層面優化運行功耗。CH32V203與CH32F203存儲和外設資源相同,但前者采用青稞RISC-V微處理器,實測運行功耗會比后者低20%;CH32V203兼顧高性能/低功耗,主頻較通用型提升一倍,功耗較低功耗系列減半。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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“3省”之“省腳”:沁恒微在很多芯片上都集成了USB/藍牙/以太網,特別是會內置自研PHY。以往想要USB2.0高速,如果用其它芯片沒有內置PHY可能需要多12個引腳去接一個外掛的PHY。而直接集成PHY后,兩根引腳就可以實現這樣的功能。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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“3省”之“省錢”:沁恒微提供免費RISC-VIP,用戶可以直接使用,也有開發工具幫助用戶更好地落地。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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最后,陶玉凱總結到,“沁恒CH32系列RISC-VMCU的USB/藍牙/以太網等核心外設IP自研,除自主化程度較高外,專業化程度更高。”由于集成和內置了目標應用中所需的各個垂直IP甚至軟件協議棧,打通了PHY和控制器及協議棧的數據鏈,因此MCU產品可以具有更好的軟硬件協同性,有利于針對應用進行全局優化;減少了中間環節,降低了復雜連線等產生的電磁輻射,有利于提升高頻高速性能,功耗也相對較低;一體化單芯片結構避免占用較多的I/O引腳,體積相對小,引腳少、封裝成本低。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


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南京沁恒微電子股份有限公司專注于連接技術和微處理器內核研究,是一家基于自研專業接口IP、微處理器內核IP構建芯片的集成電路設計企業。公司致力于為客戶提供萬物互聯、上下互通的芯片及解決方案,主要產品包括USB/藍牙/以太網接口芯片和連接型/互聯型/無線型MCU,產品側重于連接、聯網和控制。Wnc28資訊網——每日最新資訊28at.com


責編:Luffy

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