隨著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的爆發(fā),碎片化、可定制的MCU成為熱點(diǎn),這讓開源指令集的RISC-V架構(gòu)MCU成了香餑餑。據(jù)最新消息,專注研發(fā)設(shè)計(jì)RISC-V架構(gòu)32位MCU的深圳愛普特微電子累計(jì)出貨量已超過一億顆,而且主要是應(yīng)用在中高端領(lǐng)域。愛普特的RISC-V架構(gòu)MCU如何實(shí)現(xiàn)高可靠性?愛普特微電子副總經(jīng)理兼CTO魯翔在接受專訪時(shí)分享了愛普特的MCU設(shè)計(jì)之道。
“愛普特成立之初就瞄準(zhǔn)了32位通用MCU領(lǐng)域,當(dāng)時(shí),通用MCU市場(chǎng)只有ARM架構(gòu),我們經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研,認(rèn)為MCU需要差異化的架構(gòu),所以選擇和中天微電子合作,基于他們開發(fā)的C*Core內(nèi)核研發(fā)MCU。后來中天微被阿里巴巴收購改名為平頭哥,并轉(zhuǎn)向RISC-V架構(gòu)處理器的研發(fā)。我們也把產(chǎn)品內(nèi)核逐步轉(zhuǎn)向RISC-V架構(gòu)?!彼貞浾f,“愛普特的愿景就是開發(fā)全自主高可靠MCU,RISC-V是開源指令集架構(gòu),可以將我們的一些想法迭代進(jìn)入,非常符合我們的要求。作為平頭哥MCU領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作伙伴,愛普特與平頭哥一直在加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)方面合作,目前正致力于將愛普特自研的驅(qū)動(dòng)庫引入到平頭哥的RISC-V驅(qū)動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)里,共同推動(dòng)開源RISC-V MCU生態(tài)的發(fā)展?!?/p>
MCU可靠性設(shè)計(jì)源于細(xì)節(jié)
在前不久對(duì)愛普特董事兼副總經(jīng)理袁永生的采訪中,他表示愛普特所有的MCU外設(shè)IP都是自己設(shè)計(jì),這樣才能保證所有MCU的高可靠性。這次魯翔又舉例說明了如何從IP的設(shè)計(jì)上確保MCU的高可靠性。魯翔表示“隨著智能化需求的增加,很多MCU要同時(shí)采集多個(gè)傳感器信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和反饋,在MCU的I/O腳上就會(huì)涉及到兼容性問題。例如有的信號(hào)發(fā)射電平是3V,而接收電平是5V,這會(huì)導(dǎo)致收發(fā)電平不匹配的問題,繼而影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。出于從根本上解決這個(gè)問題的考量,愛普特選擇自己開發(fā)IO pad。”魯翔舉例說到,“一般廠家都選擇直接從IP廠商或者晶圓廠采購IO pad,這樣做的好處是省時(shí)省力省資源,但是也會(huì)帶來pad兼容性不好的風(fēng)險(xiǎn),而愛普特自己研發(fā)的IO pad則可以自由的調(diào)整輸入電源以及驅(qū)動(dòng)閾值等參數(shù),從根本上解決通訊信號(hào)收發(fā)電平不匹配的問題”。
“另外,很多出口產(chǎn)品有嚴(yán)格的EMI要求,我們的pad可以支持驅(qū)動(dòng)能力和斜率調(diào)整,可以讓終端產(chǎn)品滿足EMI要求?!彼a(bǔ)充說,“此外,我們?cè)O(shè)計(jì)的pad也增加了一些功能,確保設(shè)計(jì)的IC有6000到8000V ESD能力,使其可靠性進(jìn)一步提升?!?/p>
小知識(shí):什么是IO pad
IO pad是一個(gè)芯片管腳處理模塊,即可以將芯片管腳的信號(hào)經(jīng)過處理送給芯片內(nèi)部,又可以將芯片內(nèi)部輸出的信號(hào)經(jīng)過處理送到芯片管腳。輸入信號(hào)處理包含時(shí)鐘信號(hào),復(fù)位信號(hào)等,輸出信號(hào)包含觀察時(shí)鐘、中斷等。IO pad模塊可以控制輸入輸出信號(hào)的電平、驅(qū)動(dòng)電流等,同時(shí)還包含了檢測(cè)功能。
通用型MCU VS 專用型MCU
近兩年來,大批本土廠商殺入MCU賽道,一些廠商選擇主攻通用MCU市場(chǎng),一些廠商則選擇專用MCU市場(chǎng),對(duì)此,愛普特選擇了另外一種玩法,實(shí)現(xiàn)了通用和專用MCU市場(chǎng)的閉環(huán)。
“我們準(zhǔn)備向通用市場(chǎng)和專用市場(chǎng)同步進(jìn)軍。專用市場(chǎng)方面,我們的新產(chǎn)品會(huì)覆蓋公司已經(jīng)涉足的領(lǐng)域,包括電機(jī)驅(qū)動(dòng),觸摸按鍵,HMI,智能語音等場(chǎng)景,通用市場(chǎng)方面我們計(jì)劃推出具有各種豐富外設(shè)的通用型MCU,從48MHz到250MHz,存儲(chǔ)容量從64K/8K到512K/128K全覆蓋,外設(shè)方面也包括了USB、CAN、SDIO、加密引擎等關(guān)鍵外設(shè)?!彼硎?,“專用型MCU可以增強(qiáng)用戶黏性,進(jìn)一步提高我們?cè)谙鄳?yīng)市場(chǎng)的市占率,而通用型MCU則可以幫助我們涉足更多的領(lǐng)域,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用市場(chǎng),從而定義和開發(fā)新的專用MCU。這兩個(gè)方向相互依托又相互補(bǔ)充,可以形成一個(gè)良性循環(huán)?!?/p>
MCU產(chǎn)品定義的訣竅
魯翔認(rèn)為未來MCU產(chǎn)品的主要發(fā)展趨勢(shì)是大容量、高算力、低成本、高可靠。他認(rèn)為MCU是針對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化的,要在復(fù)雜度、功耗、容量方面做出平衡,一些MCU廠商已經(jīng)將MCU AP化了,但是那是針對(duì)其客戶特定的需求來定義的產(chǎn)品,并不適合本土MCU ?!安还苁嵌x單核還是雙核的產(chǎn)品,都要解決客戶的痛點(diǎn),一般外國(guó)廠商都有整套的解決方案來跟進(jìn),包括軟件框架、算法,落地的生態(tài)等來支持。”他強(qiáng)調(diào),“愛普特不會(huì)為了搞一個(gè)雙核MCU或一個(gè)主頻1GHz的噱頭來定義一款MCU產(chǎn)品,我們主要取決于客戶的需求。”
他表示一般而言,MCU產(chǎn)品都有超過10年以上的生命周期,而且MCU在客戶終端產(chǎn)品中所占的成本并不高,但它的重要性很高,所以一般客戶為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),一般不會(huì)輕易更換已經(jīng)過驗(yàn)證的MCU產(chǎn)品。因此對(duì)于MCU廠家來說,在產(chǎn)品定義的時(shí)候就要多方搜集客戶需求,盡量做到適配70%以上的客戶,這樣一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)出來才可以覆蓋更多客戶應(yīng)用,同時(shí)也要提高自己產(chǎn)品的高性能、高可靠性。
他指出,“比如客戶一個(gè)低端應(yīng)用原本計(jì)劃采用8位MCU ,但如果你的32位MCU成本足夠低,性能也相當(dāng),他也愿意用32位MCU。但如果他的需求是高端應(yīng)用的32位MCU,這個(gè)量不會(huì)很大,就需要專用MCU頂上去。我們定義MCU一般都是看到客戶兩三年后的迭代需求。例如未來智能化需求加大,需要更多大容量和高算力的MCU系列,那就要在這方面及早布局?!?/p>
魯翔認(rèn)為未來本土一定會(huì)涌現(xiàn)出10億級(jí)的MCU公司,但是這需要腳踏實(shí)地一步步從產(chǎn)品高性能、高可靠性、系列化做起。愛普特未來將會(huì)在保證產(chǎn)品高可靠性、高性能基礎(chǔ)上,豐富整個(gè)RISC-V MCU產(chǎn)品系列:Pin腳從20Pin到200多Pin,頻率從32KHz到2GHz。預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)布超過25個(gè)系列,300多個(gè)型號(hào)的RISC-V產(chǎn)品,覆蓋從消費(fèi)類到工控類、車規(guī)級(jí)應(yīng)用。最后魯翔表示:“一億顆只是一個(gè)小目標(biāo) ,我們未來還有更大的目標(biāo)!”(完)
審核編輯:湯梓紅
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