兆易创新金光一:GD32 MCU持续打造物联网智慧开发平台

发布时间:2019-09-03 来源:电子工程世界

日前,由*****信息产业集团有限公司主办、温州经济技术开发区管委会、温州市经济和信息化局、温州市科技局指导、*****(温州)信息港、中电港、iCAN国际联盟承办的“IAIC物联网高峰论坛暨中国芯应用创新设计大赛物联网专项赛”顺利召开,在主题报告中,来自兆易创新产品市场总监金光一,做了题为《GD32 MCU持续打造物联网智慧开发平台》的主题演讲。

兆易创新金光一:GD32 MCU持续打造物联网智慧开发平台

—兆易创新产品市场总监金光一


兆易创新打造物联网所需全部元素

金光一指出,物联网有四大基本要素,分别为存储、处理、有线无线连接和传感器,而目前兆易创新已全面布局这四大基本要素。

根据金光一的说法,兆易创新力求打造的是物联网智慧开发平台,包括芯片、解决方案,可以快速进行物联网项目的开发。从产品角度来说,第一大部分是兆易创新的Nor Flash存储器中国市占率第一,全球排名第三,并具备了深厚的各类存储器开发量产经验。

第二大部分是2013年开始的MCU产品线,作为中国大陆首家推出32位Arm内核MCU的厂商,兆易创新在Arm MCU领域排名第三,同时也是中国排名第一的厂商,2018年资料显示兆易创新Arm MCU中国市场的市占率达9.4%。至今六年间MCU出货量累计突破3亿颗,服务客户2万余家,广泛覆盖在家用电器、智能硬件、工业现场,汽车等应用。金光一特别强调,目前在汽车领域MCU应用非常广泛,一辆车中有200余颗MCU,未来将是MCU的重点增长市场。

第三大部分是连接,包括短Wi-Fi、蓝牙等短距产品,以及LTE、NB-IoT这样的长距离产品都是兆易创新所看好的技术领域。金光一也表示,未来兆易创新计划推出集成射频的MCU产品,做成SoC的解决方案。

第四大部分是传感器,通过并购思立微,兆易创新已经具备了非常多的传感器,包括像触摸传感器、指纹传感器等,后续也将不断开发出各种类似的声光电传感器。


从Arm到RISC-V 打造MCU的百货商店

从2013年首个32位Cortex-M3内核的MCU,到2016年Cortex-M4内核的MCU以及2018年发布的Cortex-M23内核的安全MCU,此外预计2020年初将发布Cortex-M33内核产品。目前兆易创新已提供23个产品系列、300多个产品型号,为众多客户提供高性能、低成本、易开发的产品组合,帮助客户将想法尽快落地。值得一提的是,因为选择了Arm生态系统,因此所有的产品系列都可以兼容,用户无论是想降低BOM成本还是提高产品性能,都可以无缝选型。

兆易创新金光一:GD32 MCU持续打造物联网智慧开发平台


如图所示,在M3内核的MCU布局中,兆易创新非常详细的规划了从入门型,到主流行再到高性能的全产品线布局。入门型产品最高主频到72MHz,非常适合传统8位、16位MCU开发者升级。而高性能产品主频高达120MHz,处理器性能达150DMIPS,具有图形显示、信号处理等高端功能。

在Cortex-M4内核产品群上,兆易创新同样采取了细分方式,为用户提供充分的选择空间,其中F4系列产品最高主频达200MHz,并且集成了丰富的外设及接口,包括USB、图形加速器等功能,充分应对嵌入式开发的不同需求需求。

除了在Arm MCU端的广泛布局之外,2019年8月,兆易创新又宣布推出其首颗RISC-V内核的MCU。“我们在Arm内核和RISC-V内核全面布局,用双赛道的形式为客户提供有竞争力的产品,这也是能满足物联网多元化、差异化的开发需求。”金光一说道。

金光一强调道,兆易创新推出的是全球首颗基于开源指令架构RISC-V的32位通用MCU产品,目前率先提供了14个通用型号,瞄准的是主流型开发需求。“我们所有的RISC-V内核MCU跟现有的Arm MCU是可以做到兼容的,这其中包括了产品型号的兼容、引脚和封装的兼容、软件开发的兼容等。用户可以很方便的从Arm内核跨越到RISC-V的内核,给我们用户提供了更加灵活和多样的选择。”金光一说道。

目前兆易创新RISC-V产品系列被命名为GD32V系列,最高主频可达108MHz,Flash最大容量是128K。产品性能满足工业级宽温要求,可以适合工业高噪声条件下及非常苛刻的环境应用中,具备良好的ESD抗噪和EMC防护性能。

“我们搭建了在Arm内核和RISC-V内核开发的一个桥梁,可以让不同的架构之间进行灵活转换,这是我们前所未有的一个创新设计,可以说在GD32V系列RISC-V内核的推动下,我相信RISC-V技术也会不断地持续发展,并且有越来越多的开发者可以选用全新的RISC-V开源指令级架构开发出差异化的物联网产品。”金光一总结道。

而对于信号链来说,兆易创新正在把更多的模拟外设集成到MCU内部,包括高速运放、比较器、高性能ADC/DAC等,通过模拟IP的集成封装,结合不同的处理器性能,让客户真正可以按需选择。

除了通用MCU之外,目前兆易创新的MCU也有垂直领域的布局,目前主要是面向指纹识别的高速算法,未来也会推出面向家用电器、通信等专门优化过的垂直领域产品。

金光一强调,要打造完整的MCU百货商店,必须给客户进行一站式的选购服务。兆易创新还将丰富的存储技术与MCU相结合,包括e-Flash,以及后续的MRAM、RRAM等技术,都将集成到MCU中。在工艺方面包括110nm、55nm主流工艺以及40nm、低功耗工艺等也都将导入。


百货商店要面向广阔的物联网市场

开起了百货商店,自然就是要面向五花八门的客户群体。金光一介绍目前兆易创新的产品布局瞄准了三大块市场,分别为:超低功耗类、无线连接类以及汽车类应用,这三大块市场也是物联网发展最快的几个领域。

在车用市场,兆易创新已经推出了汽车级Nor Flash,后续也将推出满足QEC-Q100及ISO-26262标准的汽车级MCU。

针对此次大会围绕的物联网开发,金光一给出了目前兆易创新的诸多创新应用点,包括能源相关行业的LED路灯、太阳能电池和变电站;工业应用则包括电机控制、变频处理、PLC等应用。对于电机控制来讲,无论是步进电机、三相电机、直流电机、交流电机、永磁同步电机等各类型,兆易创新都有所对应的MCU控制算法,应用的领域包括电动车、无人机、平衡车、机床、家用电器、各种排油烟机、电冰箱、洗衣机、变频冰箱等;安防监控设备上,也获得了诸多行业标杆客户量产采用;打印机、读卡器等OA及支付相关行业上,兆易创新的出货量也在节节攀升;在医疗和健康护理应用上,生命体征监测系统和各类护理仪也是MCU的一大应用热点;而针对物联网终端,包括嵌入式Wi-Fi模块、蓝牙模块、安防监控、条码扫描和车载的OBD等,都有非常大的空间和机会。

金光一着重强调了电机应用,这充分体现出“百货商店”的价值所在。比如兆易创新通过更高的处理器性能,可轻松实现各类FOC算法,DSP信号处理等,加速电机控制算法的执行效率和准确率。在外设方面,通过高精度高采样率的ADC,实现电机控制所需求的高精度闭环反馈,而通过支持各种PWM信号,可驱动三相电机或者更好的支持FOC算法。

广泛的物联网硬件只是实现物联网的基础,要想真正让物联网运转起来,还需要同合作伙伴共同打造软硬件和云计算的一体化的生态环境。目前兆易创新支持的环境包括*****的LiteOS及*****云,阿里OS和阿里云,Arm Mbed操作系统及Arm云等都有着广泛的合作和真实的落地参考项目。

“兆易创新的MCU搭建了一个非常好的物联网开发平台,我们也希望用户通过使用中国芯,实现开发创业的理想,开发出更多物联网的智能硬件和终端设备。”金光一总结道。