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兆易创新推出RISC-V架构的GD32VF103,这是MCU界的“小欢喜”

时间:2019-08-24  来源:嵌入式资讯精选  浏览次数:805  字体:"大" "小"

今年在MCU界,最受热议的话题非“RISC-V”莫属。从探讨它的指令集到生态系统,很多MCU公司都在摩拳擦掌,生怕错过属于MCU下一个十年的这场“盛宴”。

在国际MCU大厂还处于探讨阶段的时候,目前已经跻身中国Arm Cortex-M MCU市场排名第三的兆易创新(GigaDevice)走在前列,发布了让RISC-V“落地”的芯片——GD32VF103。

初识GD32VF103

兆易创新产品市场总监金光一介绍,这是全球首款RISC-V内核32位通用MCU。GD32VF103采用RISC-V的Bumblebee处理器内核。Bumblebee内核设计了二级变长流水线微架构,配备了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,实现了优秀的能效比与成本优势。所以GD32VF103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,动态功耗还降低了50%,待机功耗更是降低了25%。

GD32VF103能够提供108 MHz的运算主频,以及16~128 KB的片上闪存和6~32 KB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2.6~3.6 V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。中断控制器提供了多达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。

GD32VF103外设资源也极为丰富,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接口也支持四线制并新增多种传输模式,还可方便扩展Quad SPI NORFlash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。

此外GD32VF103还集成了2个采样率高达2.6MSPS的12位高速ADC,提供了多达16个可复用通道,并支持16位硬件过采样滤波功能和分辨率可配置功能,同时拥有2个12位DAC。

兆易创新未来坚持Arm和RISC-V两种架构并行

兆易创新执行副总裁、MCU事业部总经理邓禹介绍,公司发布了RISC-V架构的产品,并不意味着会放弃Arm内核产品,未来兆易创新MCU产品战略要坚持两条腿走路,将GD32 MCU产品做成“百货公司”,让客户自由选择适合自己的产品。

笔者认为,凭借基于Arm Cortex-M3/M4/23架构的300多款产品,兆易创新实现了从第二梯队的第一名迈入第一梯队的前列,这样的积累谁都不会轻易放弃,但是要实现更进一步的发展,打造更全面的生态系统也是刻不容缓的。尽管MCU属于细水长流的行业,但是面对RISC-V这个很多公司都极为看好的新赛道,越早进入才越有话语权。正如倪光南院士所说“基于RISC-V的国产CPU虽然正在起步中,但是前景十分看好。”

金光一总监介绍,在兆易创新内部,开发Arm结构和RISC-V架构的是同一个团队,这样在做两种架构产品的兼容方面就极为有优势,所以兆易创新在GD32的Arm内核产品与RISC-V内核产品之间搭建了快速通道,将跨越处理器内核的产品选型和设计切换变得更加自如,除了在内核、中断、调试接口方面做微调之外,原有代码直接移植即可,这样就大大缩短了产品的开发周期。

芯片已来,生态仍需努力

现在,Arm能够拥有如此不可替代的地位,强大的生态系统是杀手锏。正如嵌入式软件行业协会嵌入式系统分会副理事长、《单片机与嵌入式系统应用》杂志副主编何小庆所言“我们对RISC-V架构产品要有信心,但是也要做好充分的准备,做好使用体验和生态系统才是推广的一张名片。”

虽然兆易创新表示已经能够提供从芯片到到程序代码库、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,多种开发板和应用软件已经准备就绪,但是不可否认的是,与Arm多年积累的强大生态系统相比,RISC-V的生态仍然属于“新来的”,所以RISC-V的未来依旧任重道远。笔者认为,既然已经有很多公司正在围绕RISC-V做工作,所以未来可期!

兆易创新让RISC-V首先“落地”,真的是MCU界的“小欢喜”,“小”会让我们认识到前路依然任重道远,“欢喜”是告诉我们国产MCU真的实现了突破,不再做追随者!