用高性能MCU產(chǎn)品沖中高端市場(chǎng)，這家國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)開(kāi)始發(fā)力

（文/程文智）這幾年，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)，以及工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，對(duì)MCU產(chǎn)品的需求也越來(lái)越大，特別是32位MCU。據(jù)IC Insights統(tǒng)計(jì)，2021年MCU的出貨量增長(zhǎng)了12%，達(dá)到了309億顆，市場(chǎng)規(guī)模為197億美元，預(yù)計(jì)今年將會(huì)增長(zhǎng)10%左右達(dá)到215億美元。未來(lái)5年32位MCU的銷售額的年復(fù)合增長(zhǎng)率約為9.4%，到2026年將會(huì)達(dá)到200億美元。這其中最大的推動(dòng)力來(lái)自汽車(chē)、工業(yè)控制和物聯(lián)網(wǎng)。

從全球市場(chǎng)來(lái)看，目前在高性能MCU市場(chǎng)，主要還是以瑞薩、恩智浦、英飛凌、意法半導(dǎo)體、Microchip等海外MCU企業(yè)為主。國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)雖然兩數(shù)量很多，但主要還是以低端市場(chǎng)為主，從32位MCU市場(chǎng)來(lái)看，國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)90%都采用了Arm的Cortex-M系列內(nèi)核，主要集中在針對(duì)低端市場(chǎng)的M0、M0+系列，針對(duì)中端市場(chǎng)的M3、M4、M23系列等，針對(duì)中高端市場(chǎng)的M33、M7、M35P和M55系列鮮有國(guó)內(nèi)公司采用。當(dāng)然，近幾年來(lái)，也有些廠商推出了RISC-V內(nèi)核的MCU產(chǎn)品。

針對(duì)中高端市場(chǎng)推出MM32F5系列MCU新品
之前國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)熱衷于M0和M0+系列產(chǎn)品，主要是因?yàn)檫@類MCU產(chǎn)品的入門(mén)門(mén)檻更低，市場(chǎng)需求更大，更容易養(yǎng)活自己。如今，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累，一些國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)也開(kāi)始在中高端市場(chǎng)發(fā)力了，靈動(dòng)微電子（MindMotion）就是其中之一。

“雖然在過(guò)去幾年，國(guó)產(chǎn)MCU的市場(chǎng)率比之前提高了，但在高性能MCU方面，國(guó)產(chǎn)MCU的市占率還非常低?！膘`動(dòng)微電子市場(chǎng)總監(jiān)王維表示，所有國(guó)內(nèi)高性能MCU產(chǎn)品加起來(lái)的市占率都不到2%。

4月12日，靈動(dòng)微電子通過(guò)線上發(fā)布的方式推出了與安謀科技（Arm China）合作的一款針對(duì)高端工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的高性能MCU新品MM32F5系列產(chǎn)品，該MCU采用了安謀科技的“星辰”STAR-MC1內(nèi)核。

據(jù)王維介紹，本次發(fā)布的MM32F52系列產(chǎn)品搭載了安謀科技Arm v8-M架構(gòu)“星辰”STAR-MC 1處理器，最高主頻可達(dá)120MHz，集成了DSP和浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU），性能達(dá)到了4.02 Coremark/MHz，與M3/M4內(nèi)核相比，性能提升了20%；

在通信接口方面，MM32F5系列集成了以太網(wǎng)、USB、雙FlexCAN接口和多達(dá)14組UART、SPI和I2C等串行通信接口，特別適合工業(yè)和汽車(chē)相關(guān)應(yīng)用；

存儲(chǔ)方面，MM32F5提供了從256KB到2MB的Flash選項(xiàng)，并使用了雙分區(qū)配置，可提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。支持高達(dá)192KB多分區(qū)RAM、4KB L1 I/O Cache、支持QSPI和FSMC外擴(kuò)存儲(chǔ)；

模擬功能方面，提升了SAR ADC和定時(shí)器的配置。3MSPS采樣率和256倍硬件過(guò)采樣設(shè)計(jì)的12bit ADC，及支持8路的互補(bǔ)PWM輸出的定時(shí)器，可讓電機(jī)控制方案更方便；

此外，MM32F5系列還引入了靈動(dòng)微電子獨(dú)創(chuàng)的專業(yè)功能模塊，如MindSwitch，它是一種在任意外設(shè)和GPIO之間實(shí)現(xiàn)獨(dú)立互聯(lián)的機(jī)制，結(jié)合多路組合邏輯處理單元CLU，完成更多無(wú)需CPU干預(yù)和處理的互聯(lián)功能。

MM32F5總共規(guī)劃了三個(gè)型號(hào)，MM32F52、MM32F53和MM32F55，主頻分別為120MHz、150MHz和200MHz。王維表示，當(dāng)“星辰”STAR-MC1內(nèi)核主頻達(dá)到200MHz時(shí)，相當(dāng)于250~300MHz M3或M4內(nèi)核MCU，目前在通用MCU市場(chǎng)上，能達(dá)到這一水平的M3或M4內(nèi)核MCU還很少，而這一性能可以支持到例如人臉/物體識(shí)別、視覺(jué)和語(yǔ)音處理的應(yīng)用。

目前靈動(dòng)微電子已經(jīng)率先推出MM32F52系列中的兩款產(chǎn)品，即MM32F5270和MM32F5280，其中MM32F5270最高可提供256KB的Flash容量，MM32F5280的Flash最大容量為2MB。

在應(yīng)用方面，MM32F5270和MM32F5280應(yīng)用面非常廣，典型應(yīng)用包括工業(yè)自動(dòng)化、電梯應(yīng)用、消防應(yīng)用、電源應(yīng)用、掃地機(jī)器人等應(yīng)用。就應(yīng)用落地場(chǎng)景而言，工業(yè)PLC、變頻器，甚至一些專用伺服應(yīng)用都可以采用該產(chǎn)品。

在生態(tài)支持方面，靈動(dòng)微電子會(huì)提供非常完整的生態(tài)鏈支持，例如IDE、調(diào)試器、開(kāi)發(fā)板評(píng)估套件、RTOS 支持以及詳細(xì)的用戶手冊(cè)、應(yīng)用筆記、第三方工具等。另外，據(jù)王維透露，MM32F5系列MCU將于第二季度末量產(chǎn)。

星辰STAR-MC 1有哪些看點(diǎn)？
接下來(lái)，我們看一看MM32F5采用的STAR-MC1內(nèi)核有哪些看點(diǎn)，首先，這是安謀科技自研的一款MCU內(nèi)核，參與開(kāi)發(fā)的人員基本都是國(guó)內(nèi)的研發(fā)工程師，且是在Arm的M-Profile架構(gòu)演進(jìn)路線上開(kāi)發(fā)的。據(jù)安謀科技CPU產(chǎn)品總監(jiān)陳江杉介紹，在第一代Arm v6-M架構(gòu)上，Arm開(kāi)發(fā)出了Cortex M0和M0+處理器；在第二代Armv7-M架構(gòu)時(shí)代，Arm加入了SIMD/DSP和FPU(SP)（M4和M7支持），開(kāi)發(fā)出了Cortex M3、M4和M7，這也是目前高性能MCU主流的內(nèi)核；最新第三代的架構(gòu)是Arm v8-M Mainline，Arm v8-M Mainline強(qiáng)化了低功耗和安全，把原本用于手機(jī)處理器的Cortex-A中的安全技術(shù)TrustZone下放到M系列，并且在價(jià)格上，v8會(huì)有更多可定制性和靈活性，他預(yù)計(jì)，未來(lái)v8會(huì)進(jìn)一步增加計(jì)算密度。

其次，安全方面，STAR-MC1采用了TrustZone技術(shù)，并提供更全面的內(nèi)存保護(hù)；

計(jì)算方面，更強(qiáng)調(diào)性能與功耗均衡的配置，具有1.50 DMIPS/MHz和4.02 Coremark/MHz的性能，在同主頻下，比M3/M4內(nèi)核有20%的性能提升；

在靈活性上，“星辰”STAR-MC1內(nèi)核具有v8架構(gòu)下的可定制性和延展性，包括定制指令集和協(xié)處理器接口等，這給用戶提供了面向需求和性價(jià)比的選擇。例如，得益于M7內(nèi)存子系統(tǒng)的下放，STAR-MC1內(nèi)核可更好地滿足對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)的響應(yīng)和更好的緩存系統(tǒng)的需求，增加整個(gè)系統(tǒng)級(jí)的數(shù)據(jù)吞吐率。

生態(tài)支持方面，Arm生態(tài)經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，已經(jīng)非常完善，不論是工具鏈、編譯器、操作系統(tǒng)，還是仿真器都非常豐富。值得一提的是，操作系統(tǒng)的支持方面，除了傳統(tǒng)的Arm Mbed OS、freeRTOS、Zephyr等之外，還加入了國(guó)產(chǎn)的操作系統(tǒng)的支持，比如OpenHarmony等。

結(jié)語(yǔ)
未來(lái)不論是汽車(chē)市場(chǎng)，還是工業(yè)控制市場(chǎng)，或者說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的增長(zhǎng)潛力都非常大，如何伴隨國(guó)內(nèi)市場(chǎng)共同成長(zhǎng)，是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)需要重點(diǎn)考慮的事情。很明顯，靈動(dòng)微電子已經(jīng)開(kāi)始行動(dòng)了，據(jù)王維透露，他們接下來(lái)將會(huì)推出更多高性能MCU產(chǎn)品應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求。

當(dāng)然，我們希望可以看到更多的半導(dǎo)體企業(yè)能夠參與進(jìn)來(lái)，一起把餅做大，而不是相互替代，內(nèi)卷。