降維打擊！對(duì)標(biāo)主流ARM內(nèi)核MCU，先楫RISC-V高性能HPM5300憑何爭(zhēng)性價(jià)比之王？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃晶晶）先楫半導(dǎo)體以定位國(guó)內(nèi)高性能RISC-V內(nèi)核MCU為業(yè)界所熟知，已經(jīng)陸續(xù)推出了HPM6700/6400、HPM6300和HPM6200三款高性能MCU，在算力和控制力等方面充分滿足高端市場(chǎng)的應(yīng)用需求。近日，先楫發(fā)布重磅新品高性能運(yùn)動(dòng)控制微控制器 HPM5300，既傳承了先楫一貫的高性能MCU特性，又將主流MCU帶到一個(gè)更高性價(jià)比的階段。

拉高主流性能

先楫HPM5300系列MCU主頻480MHz，支持雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算及強(qiáng)大的DSP擴(kuò)展，達(dá)到甚至超越國(guó)際主流高性能MCU產(chǎn)品。該系列也是先楫第一款全系列內(nèi)置1 MB Flash的產(chǎn)品，同時(shí)內(nèi)置288KB SRAM，極大避免了低速外部存儲(chǔ)器引發(fā)的性能損失。模擬部分集成16bit ADC、12bit DAC以及運(yùn)放，增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)精度。HPM5300配置兩個(gè)八通道的PWM模塊，同時(shí)引入了PLB可編程邏輯單元，實(shí)現(xiàn)豐富、多邏輯的保護(hù)，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。提供多種可靈活配置的接口，包含4路CAN-FD、4路LIN、多路UART/SPI/I2C以及USB OTG內(nèi)置HS PHY，輕松實(shí)現(xiàn)各種接口類應(yīng)用。

為了提高運(yùn)控準(zhǔn)確性，HPM5300系列支持各類位置傳感器，包括光電式、磁感應(yīng)和旋轉(zhuǎn)變壓器，同時(shí)提供靈活的編碼器輸入輸出，兼容總線型、模擬類和脈沖型，匹配增量和絕對(duì)編碼器各種輸入輸出信號(hào)形式，信號(hào)轉(zhuǎn)化靈活、效率高。HPM5300系列可支持市面上主流的各類型編碼器通訊協(xié)議，如多摩川，BISS-C、ENDAT、HIPERFACE等。HPM5300系列還專門配置了運(yùn)動(dòng)處理單元，可提供位置預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃功能，為主處理器分擔(dān)更多的工作量，提升效能。



從命名上看，從HPM6系列到此次的HPM5系列，產(chǎn)品思路是在主頻、內(nèi)存等方面較之前的系列有所裁剪，但更能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景下的開發(fā)需求。先楫半導(dǎo)體CEO曾勁濤表示，很多人對(duì)于國(guó)產(chǎn)MCU形成了在消費(fèi)類電子領(lǐng)域內(nèi)卷的固有印象，而先楫一開始就以高性能MCU為發(fā)力點(diǎn)，主要面向工業(yè)、新能源、汽車等領(lǐng)域。HPM5300系列對(duì)標(biāo)國(guó)際主流MCU，這里的主流MCU主要是Arm M3M4內(nèi)核的MCU。過(guò)去國(guó)際大廠的主流MCU長(zhǎng)期盤據(jù)在工業(yè)等市場(chǎng)，先楫憑借高品質(zhì)的MCU向這些領(lǐng)域擴(kuò)張。

目前市面上主流MCU的性能通常來(lái)說(shuō)主頻在200MHz、集成12bit ADC等。相比之下，HPM5300系列主頻480MHz，集成16bit ADC、運(yùn)放、模擬比較器等，還有PWM模塊、PLB可編程邏輯單元、4路CAN-FD，并且支持各類型編碼器通訊協(xié)議等等。在整體性能參數(shù)上較國(guó)際主流MCU更加優(yōu)異。

先楫希望將類似價(jià)位的主流MCU從200MHz主頻拉抬到400MHz以上主頻、內(nèi)置16bit ADC的標(biāo)配水平。同時(shí)HPM5300系列還做到了更好的性價(jià)比。那么先楫又是如何做到高性價(jià)比呢？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，曾勁濤談到首先是芯片架構(gòu)選擇上，先楫采用RISC-V架構(gòu)能夠更好地進(jìn)行功能裁剪，同時(shí)嵌入更多模擬和總線接口協(xié)議，芯片集成度更高。另外，例如集成12bit ADC或是16bit ADC，在設(shè)計(jì)復(fù)雜度上有很大的不同，非?？简?yàn)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和水平。

據(jù)了解，HPM5300系列通過(guò)了ISO9001/ISO26262/IEC61508，和AEC-Q100認(rèn)證。其中ISO26262和IEC61508分別是面向汽車和工業(yè)的功能安全認(rèn)證，先楫半導(dǎo)體是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的通過(guò)雙認(rèn)證的MCU廠商。

三大應(yīng)用領(lǐng)域，客戶響應(yīng)熱烈

本次發(fā)布的HPM5300系列產(chǎn)品主要面向工業(yè)自動(dòng)化、新能源及汽車電子三大應(yīng)用領(lǐng)域。目前，在工業(yè)自動(dòng)化中的編碼器和伺服驅(qū)動(dòng)器，新能源中的微型逆變器，汽車電子中的IMU、ECU 和汽車座椅門控模塊等應(yīng)用中，HPM5300系列已顯示出其獨(dú)特的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，該產(chǎn)品系列提供 -40—105℃ Ta滿足工業(yè)級(jí)和車規(guī)級(jí)的環(huán)境溫度選項(xiàng)。

先楫半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售執(zhí)行副總裁陳丹表示，先楫已經(jīng)擁有近千家客戶，很多客戶對(duì)于國(guó)產(chǎn)高性能MCU的需求十分強(qiáng)烈。HPM5300的產(chǎn)品定義正是經(jīng)過(guò)去年底在與眾多客戶的溝通反饋中立項(xiàng)，隨后先楫的研發(fā)團(tuán)隊(duì)高效響應(yīng)，僅9個(gè)月的時(shí)間就推出了HPM5300系列。先楫希望攜手眾多合作伙伴，與終端客戶一起發(fā)掘HPM5300系列產(chǎn)品應(yīng)用層面的更多可能性。

以機(jī)器人為例，看到的需求是在電機(jī)后面安裝控制板，電機(jī)控制要求更加小型化，而HPM5300系列MCU目前可提供100 LQFP，64 LQFP，48 QFN等封裝，48 QFN的封裝僅6mm*6mm。更小的封裝可縮小板級(jí)PCB尺寸，十分契合這一市場(chǎng)需求。

HPM5300現(xiàn)已提供完整的樣片、開發(fā)板和軟件開發(fā)包支持。在硬件配套方面，HPM5300的開發(fā)板購(gòu)買鏈接已在先楫半導(dǎo)體官網(wǎng)上線。HPM5300系列已全面量產(chǎn)并可接受大批量訂單。

MCU+AI勢(shì)不可擋

隨著以ChatGPT為代表的生成式AI的火爆，人工智能進(jìn)入千行百業(yè)的趨勢(shì)已無(wú)可阻擋。未來(lái)很多AI應(yīng)用將落地在邊緣端，MCU則是承載邊緣AI落地的關(guān)鍵芯片之一。這一點(diǎn)從近期各家國(guó)際大廠推出的嵌入AI功能的MCU產(chǎn)品線就能夠看到。

曾勁濤表示，邊緣端跑AI勢(shì)必要求處理器具有更快的主頻、更大的閃存、更高的性能。這正是以高性能MCU見長(zhǎng)的先楫與生俱來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

除了MCU具有高性能的表現(xiàn)外，先楫SDK自帶用于推理的tensorflow lite等，客戶可以直接用于開發(fā)AI應(yīng)用，也可以結(jié)合第三方算法定制特定場(chǎng)景的AI算法。先楫高性能MCU已經(jīng)用于馬達(dá)運(yùn)行檢測(cè)、布料殘次品判斷等工業(yè)智能化場(chǎng)景。

曾勁濤認(rèn)為，不僅是通過(guò)軟件算法來(lái)實(shí)現(xiàn)AI功能，未來(lái)硬件化AI將NPU放進(jìn)MCU將是必然趨勢(shì)。因此，先楫會(huì)持續(xù)加大在MCU+AI上面的技術(shù)研發(fā)，加速邊緣AI在工業(yè)、新能源、汽車等領(lǐng)域的發(fā)展。

RISC-V生態(tài)共繁榮

最近五大芯片巨頭聯(lián)合成立RISC-V公司進(jìn)軍汽車RISC-V芯片，這一消息振奮業(yè)界。顯然，巨頭們都看好RISC-V的前景，紛紛投入其中。曾勁濤表示，更多的芯片企業(yè)參與到RISC-V中來(lái)，有利于共同繁榮RISC-V生態(tài)，做強(qiáng)做大RISC-V市場(chǎng)。

在工業(yè)領(lǐng)域，先楫不斷適配完善自身的RISC-V生態(tài)，提供完整的工具鏈，兼顧工程師的使用習(xí)慣提供熟悉的開發(fā)環(huán)境和軟件工具。前不久，先楫與 IAR達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，IAR為先楫的創(chuàng)新產(chǎn)品提供全面的開發(fā)工具支持，包括代碼編輯、編譯、調(diào)試等功能，幫助開發(fā)人員充分利用先楫半導(dǎo)體高性能RISC-V MCU的潛力。

此外先楫支持6種RTOS操作系統(tǒng)，包括RT-Thread、開源鴻蒙等，滿足實(shí)時(shí)控制要求。并且RISC-V底層具有一致性、兼容性的特點(diǎn)，即便后續(xù)進(jìn)行芯片IP升級(jí)切換，也絲毫不影響用戶的上層使用?？傊?，RISC-V生態(tài)的打造最終令客戶的研發(fā)得心應(yīng)手。正如曾勁濤所說(shuō)，很多人熟悉ARM的MCU生態(tài)，但更確切地說(shuō)是熟悉ST搭建的生態(tài)。RISC-V也一樣，先楫希望搭建一套工程師熟悉的RISC-V生態(tài)。

小結(jié)：

在公司創(chuàng)立之初，先楫就認(rèn)定了做高性能MCU，曾勁濤正是看到了國(guó)產(chǎn)MCU一直缺少在高性能上突破的現(xiàn)狀，這是國(guó)產(chǎn)替代的薄弱環(huán)節(jié)。先楫擁有一支技術(shù)實(shí)力雄厚的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，許多研發(fā)人員具有多年國(guó)際大廠工作經(jīng)驗(yàn)，因此才能在短短三年多的時(shí)間推出四個(gè)系列的高性能MCU。曾勁濤表示，先楫在高性能MCU上的研發(fā)還將繼續(xù)，包括新制程的模擬外設(shè)、新的存儲(chǔ)技術(shù)MRAM等都在密切關(guān)注與布局。看向未來(lái)三年，先楫相信高性能MCU市場(chǎng)將很快進(jìn)入高光時(shí)刻。