國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴芯片介紹：君正

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴產(chǎn)品正成為炙手可熱的時(shí)代寵兒。隨著蘋果、三星、華為等巨頭紛紛布局可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，越來(lái)越多的可穿戴產(chǎn)品映入人民眼簾，不少人的生活方式也隨著可穿戴產(chǎn)品潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的滲透而改變。

　　雖然國(guó)內(nèi)商家推出了不少可穿戴產(chǎn)品，但其中最關(guān)鍵的芯片大多是國(guó)外產(chǎn)品。例如，華為Watch用的就是高通芯片方案，在核心技術(shù)方面乏善可陳。

　　國(guó)內(nèi)ARM陣營(yíng)的IC設(shè)計(jì)公司也推出了自己的物聯(lián)網(wǎng)芯片和可穿戴芯片，但都是購(gòu)買ARM的微結(jié)構(gòu)集成SOC的產(chǎn)品，談不上自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

　　那么問(wèn)題來(lái)了，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴芯片的IC公司是哪家?國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴芯片哪家強(qiáng)?

　　北京君正——一家名不見(jiàn)經(jīng)傳的IC設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)品，可以說(shuō)是目前國(guó)內(nèi)屈指可數(shù)的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并批量商用的可穿戴芯片和物聯(lián)網(wǎng)芯片的IC設(shè)計(jì)公司。

　　1、北京君正的前世今生

　　要訴說(shuō)北京君正的前世今生，就離不開一個(gè)人——倪光南院士。

　　當(dāng)年，聯(lián)想前總工程師倪光南在與柳傳志因“技工貿(mào)”、“貿(mào)工技”的分歧鬧翻后，被柳傳志排擠出聯(lián)想。但倪光南不放棄設(shè)計(jì)中國(guó)國(guó)產(chǎn)芯片的理想，帶著一只技術(shù)團(tuán)隊(duì)找投資人打算重啟芯片設(shè)計(jì)。

　　后來(lái)，倪光南找到李德磊，由李德磊出資，國(guó)家也配套出一筆錢，開始了方舟1號(hào)芯片的研發(fā)。2001年方舟1號(hào)的成功研制，激勵(lì)了國(guó)家對(duì)“方舟2號(hào)”芯片的信心，名目繁多的國(guó)家專項(xiàng)資金砸向方舟科技，比如 “863項(xiàng)目”、工信部(當(dāng)年可能還是叫信產(chǎn)部)的科研項(xiàng)目。

　　倪光南還通過(guò)自己的人脈給方舟公司拉來(lái)了第一個(gè)客戶——北京裕興科技公司。出于對(duì)倪的信任，裕興科技投入上百萬(wàn)元，棄英特爾投向方舟芯片陣營(yíng)?？闪钅吖饽先f(wàn)萬(wàn)沒(méi)有想到的是，李德磊卻拒絕供貨。

　　隨后，倪光南被李德磊掃地出門.......

　　再然后，巨額國(guó)家補(bǔ)助方舟科技的研發(fā)資金不翼而飛，方舟公司瀕臨破產(chǎn)......

　　雖然方舟死了，但是倪光南通過(guò)方舟芯片項(xiàng)目鍛煉了隊(duì)伍，培養(yǎng)了一批IC設(shè)計(jì)人才，這些人接過(guò)方舟芯片的遺產(chǎn)，繼續(xù)接著做國(guó)產(chǎn)CPU的研發(fā)設(shè)計(jì)，于2005年成立北京君正公司。

　　2、君正的指令集和微結(jié)構(gòu)

　　君正是mips指令集，自己擴(kuò)展了MXU多媒體指令集，該指令集被谷歌官方的開發(fā)工具直接原生支持。自2006年至今，君正的XBurst微結(jié)構(gòu)更新經(jīng)歷了四個(gè)階段：

　　第一個(gè)階段是基于MIPS II指令集，產(chǎn)品有Z4720、Z4730、Z4740、Z4750。

　　第二個(gè)階段是基于MIPS II指令集并加入了VPU解碼核，產(chǎn)品有Z4755和Z4760。

　　第三個(gè)階段增加支持MIPS32指令集并增加支持FPU，產(chǎn)品有Z4760B和Z4770。

　　第四個(gè)階段重新設(shè)計(jì)的九級(jí)流水線(原來(lái)是八級(jí))并增加同步多核支持，產(chǎn)品有Z4780和M200。

　　因?yàn)榫J(rèn)為這四次更新微結(jié)構(gòu)都不是顛覆性的進(jìn)步，因此都叫XBurst。目前，進(jìn)一步降低功耗的XBurst0微結(jié)構(gòu)以及更好性能的XBurst2已經(jīng)完成研發(fā)，正在準(zhǔn)備投入商用。

　　XBurst具有比較高的性能功耗比，根據(jù)發(fā)燒友實(shí)測(cè)，在GCC編譯環(huán)境下，1G主頻的XBurst SPEC2000測(cè)試，整數(shù)為190分。

　　而根據(jù)君正官網(wǎng)的數(shù)據(jù)，使用40nm LP制程工藝下的XBurst功耗為0.07mW/MHz。雖然XBurst性能非常有限，但其超低功耗和比較高的性能功耗比確實(shí)是一個(gè)亮點(diǎn)。

　　3、君正的發(fā)展策略

　　君正和龍芯同屬于MIPS陣營(yíng)，龍芯走的是獨(dú)立自主路線，龍芯的指令擴(kuò)展、編譯器開發(fā)、微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、SOC集成、操作系統(tǒng)開發(fā)、軟件生態(tài)構(gòu)筑、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟建設(shè)都要自己做。

　　而君正在很多方面要比龍芯“靈活”很多。

　　比如積極與MIPS公司接洽，購(gòu)買MIPS32指令，并共同構(gòu)建MIPS生態(tài)。積極與Imagination公司合作，而Imagination又拉來(lái)了谷歌，使得君正能不僅能夠使用Imagination的PowerVR，還使君正夠獲得了原生安卓的支持。

　　又如君正積極和騰訊合作，君正的智能手表inWatch T就搭載了TencentOS。再比如最近和三星合作，使君正產(chǎn)品能夠獲得三星正在推廣的Tizen系統(tǒng)的支持。

　　(君正inWatch T智能手表)

　　雖然這種做法有對(duì)國(guó)外廠商產(chǎn)生了依賴這種做法會(huì)有對(duì)國(guó)外廠商產(chǎn)生依賴的風(fēng)險(xiǎn)，但大幅降低了技術(shù)門檻、資金成本和時(shí)間成本，能夠比較順利的市場(chǎng)化、商業(yè)化。

　　相對(duì)于堅(jiān)持獨(dú)立自主、自力更生，更富理想化的龍芯。君正顯然更富有商業(yè)氣息。也正是因此，君正緊盯市場(chǎng)，牢牢把握市場(chǎng)發(fā)展方向，君正的芯片被廣泛用于MP4、復(fù)讀機(jī)、點(diǎn)讀機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)以及考勤機(jī)等產(chǎn)品。

　　4、君正最新的物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴產(chǎn)品

　　雖然國(guó)內(nèi)ARM陣營(yíng)的IC設(shè)計(jì)公司也推出了自己的物聯(lián)網(wǎng)芯片和可穿戴芯片，但都是購(gòu)買ARM的微結(jié)構(gòu)集成SOC的產(chǎn)品，比如Cortex A內(nèi)核、Cortex M內(nèi)核，談不上自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

　　而北京君正是國(guó)內(nèi)最早專注于可穿戴、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的本土IC設(shè)計(jì)公司之一，擁有十多年的芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，國(guó)內(nèi)第一批上市的智能手表包括果殼的第一代智能手表、土曼一代、土曼二代智能手表等都采用了君正的方案。

　　君正芯片最大的特點(diǎn)就是超高的功耗和較高的性能功耗比，君正的XBurst動(dòng)態(tài)功耗是市場(chǎng)同類平臺(tái)的三分之一，采用君正芯片的產(chǎn)品整機(jī)待機(jī)功耗是同類平臺(tái)的二分之一。

　　下面具體說(shuō)說(shuō)用于可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)的M200和X1000。

　　M200采用大小核設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)為XBurst，采用40nm制程，32位XBurst雙核設(shè)計(jì)，大核1.2GHz，小核300MHz，功耗為 0.07mW/MHz，內(nèi)置語(yǔ)音喚醒引擎，支持3D圖形加速，720p攝像壓縮以及語(yǔ)音喚醒功能，支持MIPI圖像顯示和采集接口，同時(shí)具備ISP圖像處理功能，存儲(chǔ)器接口支持LPDDR2。

　　M200BGA封裝尺寸僅有7.7*8.9*0.76mm，芯片厚度只有0.76mm，“嬌小”的身材使它適用于任何可穿戴設(shè)備。

　　M200芯片方案最大的優(yōu)點(diǎn)就是續(xù)航，在Ingenic Glass 和Google Glass的數(shù)據(jù)對(duì)比中顯示，在續(xù)航、發(fā)熱、溫度、尺寸和成本上，Ingenic Glass都更勝一籌。

　　在智能手表方面，相對(duì)于某大品牌必須一天充2次電。據(jù)商家宣傳，采用君正M200芯片的智能手表可以實(shí)現(xiàn)2-3天充一次電，在開啟省電模式下，極限狀態(tài)可以達(dá)到一周充一次電。目前，已有inWatch T、銳動(dòng)X3、GEAK Watch II、CoolGlass ONE、眾景智能眼鏡等產(chǎn)品采用M200芯片方案。

　　X1000針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，是采用32位XBurst單核CPU，主頻1GHz、支持開源Linux 3.10操作系統(tǒng)。

　　X1000具備四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

　　一是集成雙精度浮點(diǎn)單元，X1000可識(shí)別機(jī)器視覺(jué)，能廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域。

　　二是超低功耗，達(dá)到了穿戴處理器級(jí)低功耗，待機(jī)功耗僅為0.2mW，動(dòng)態(tài)功耗為0.09mW/MHz, 全速運(yùn)行時(shí)功耗為180mW。

　　三是集成低功耗語(yǔ)音喚醒引擎和多種硬件濾波器，完美支持零觸控語(yǔ)音交互，可以準(zhǔn)確快速地識(shí)別出用戶發(fā)出的語(yǔ)音命令，并作出相應(yīng)的動(dòng)作指令。

　　四是在硬件層面集成AES和RSA加密引擎，有效保護(hù)私密數(shù)據(jù)，保證用戶信息的安全性。其內(nèi)置的Security Subsystem中內(nèi)嵌一個(gè)小的存儲(chǔ)空間以及類單片機(jī)的芯片，可以獨(dú)立運(yùn)營(yíng)編解碼。

　　X1000在智能音箱、智能玩具、二維碼識(shí)別、車牌識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、智能空調(diào)、智能冰箱、日用小家電等領(lǐng)域擁有廣闊的市場(chǎng)前景。

　　據(jù)筆者獲得的消息，君正打算將X1000賣到15-20元，搭載X1000的開源開發(fā)板可以賣到100左右。極低的價(jià)格再加上芯片本身又集成了RAM，外圍電路相對(duì)簡(jiǎn)單，X1000甚至可以跨界充當(dāng)“超級(jí)單片機(jī)”，以幾乎相同的價(jià)格和數(shù)倍的性能向目前由STM32把持的輕量級(jí)嵌入式市場(chǎng)展開非對(duì)稱的競(jìng)爭(zhēng)。

　　5、結(jié)語(yǔ)

　　一個(gè)籬笆三個(gè)樁，一個(gè)好漢三個(gè)幫。在萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，任IC設(shè)計(jì)公司想要成功，必然離不開諸多合作伙伴和一個(gè)好的生態(tài)系統(tǒng)。北京君正通過(guò)與合作伙伴的互幫互助，在可穿戴領(lǐng)域和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域構(gòu)建了從芯片、模塊、方案、智能硬件、APP到云服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)，雖然這個(gè)生態(tài)還處于初生狀態(tài)，但也頗具雛形了。