手机卓强IC网快速发布采购信息
字体:
从核而起 国产MCU的独立之路


如果从数量上来说,MCU才是名副其实的微处理器之王。在汽车、工业、消费、通信等行业中,通用电子产品上都至少拥有一颗MCU。据IC Insights研究报告,2019年全球MCU的出货量已达到了342亿颗,又创历史新高。

打造高性能国产MCU,一直是不少企业为之努力的方向。但在美国商务部发布对华为的一纸禁令后,如何打造一个真正独立可控的MCU生态,就成了一道难解的问题。对于此,上海芯旺微电子(ChipON)用自主研发的MCU内核和自己建立的生态系统,给出了很好的答案。

内核独立

熟悉MCU的人都知道,ARM公司是这个领域的隐形之王。瑞萨、ST、TI、NXP、Microchip等全球最主流的MCU大厂,其主要产品线都是清一色的ARM内核。国内市场情况相似,诸多MCU公司都采用了ARM授权的内核。华为事发以后,不少公司已经开始对采用“外核”感到担忧。

芯旺微电子没有盲目随大流,而是一直在坚持自己的技术路线。从研发MCU开始,芯旺就立志将独立开发内核进行到底。经过了十多年的探索和市场磨砺,丰硕的成果终于回馈了芯旺的努力。基于自主内核KungFu的MCU凭借优异的系统性能和高可靠性,已经成功应用于全球多家世界500强和国内知名企业,累计出货超过5亿颗。2019年底,芯旺又推出基于KungFu自主内核架构的32位KF32 MCU,宣告自己跨入32位MCU的时代。

KungFu内核是国人自己的内核,无需任何人进行授权,自然完全避免了被禁用的风险。芯旺微为这个内核开发了独立的指令集和架构,使产品拥有超高的开发自由度。

回顾MCU的发展史,很多国际大厂都曾拥有自己的MCU内核,但最后皆被ARM内核一一所取代。十年来,芯旺微电子顶住了这种巨大的压力,在认清市场规律后,不断打磨KungFu内核,最终用高可靠和低功耗两大特色赢得了市场的认可。

芯旺微电子开发的用于工业的通用8位MCU—KF8F系列,经历了十年的发展,多代产品的迭代,现已成为该市场不可或缺的重要组成部分。高可靠性、高安全性的车规级MCU——KF8A系列,在19年中更是一气扩充了17款新品,让整个市场为之瞩目。因为汽车市场对MCU有着近乎严苛的要求,无论是温湿度,还是抗干扰能力、可靠性和稳定性,都需要达到很高的水准。同时,AEC-Q100和ISO-16949、ISO-26262等汽车安全认证通过难度极大,挡住了很多希望进入这个市场的厂商。在如此高难度挑战下,芯旺微用KungFu内核的稳定表现,最终越过了这些障碍,也打破了国外巨头多年的垄断。

迄今为止,芯旺微电子已成功向应用市场推出了KF8F、KF8L、KF8A、KF8TS、KF8S等多种8位MCU产品和KF32A、KF32F、KF32L、KF32LS等32位MCU产品。

差异化创新

在KungFu 8内核取得成功的基础上,KungFu 32历经6年研发而成,吸取了芯旺微电子多年的设计精华,在保持一贯低功耗特色的同时,性能上也不亚于国际大厂。其运算能力高达120M/150DMIPS;在先进工艺制程下,ESD可以达到8KV(HBM),EFT可以达到4.2KV,在32位MCU产品中属于最高等级;多I/O也是新产品的一大亮点,100PIN@94个I/O,48PIN@45个I/O,平均I/O占用率高达94%,是同类产品中最高比例。

总结起来,KF32系列在保证和提升高可靠性能的同时,进一步实现了在低功耗、高可靠、高性能三方面的极致均衡,补齐了这三者都兼容的短板,树立了低功耗高性能高可靠32位MCU新标杆。

KF32的出现也打破了国内32位MCU市场同质化严重的局面。当前,ARM架构的32位MCU市场占有率已经超过一半,直接的结果就是新产品很难实现差异化,最后只能进入不断杀价竞争的怪圈。如果要完全掌控产品的规划、定义和设计,就需要以独立自主的内核作为基础。

“使用KungFu架构,相比其他架构更容易实现差异化创新。例如定义产品时能实现其他架构没有的特色功能,包括外设资源、通信接口等等,可以更好地满足客户的特殊需求。”芯旺微电子VP丁总表示。

在竞争白热化的市场,国际巨头掌握了多重优势,仅有国产替代的定位,是无法赢得份额的。只有从根本上掌控产品的开发,贴近客户的需求,才能实现差异化创新,完成弯道超车。

可以预想到,自主KungFu内核是国内芯片设计领域差异化路径的一个典范,最终将给下游终端应用市场带来巨大创新。

赢得生态

ARM的成功在于建立了非常庞大而完备的生态,只要进入该体系,就能迅速进入市场。对走独立自主发展路线的国产MCU来说,建立自己的生态也是必要的。

开发工具是建立生态最重要的一环。芯旺微电子能提供自主研发的开发工具,包括集成开发环境、C编译器和仿真器,真正意义上实现了从芯片到工具链的全自主。

以IDE为例,ChipON IDE KF8是ChipON自主研发的一款集成开发环境软件,它支持标准的C语言编程和汇编编程。它功能简洁、界面美观,除了代码编辑、项目管理、程序下载、硬件仿真这些基本的功能,它还有视图管理、熔丝位配置、硬件资源视图、自动识别关键字等人性化的功能。另外,ChipON IDE KF8完美支持了中文路径名称和中文项目名称。

支持C语言编程最为关键,它提高了工程师的上手速度。据悉,一个原本使用ARM架构MCU的工程师,最快一天就能上手KF32系列。因为KungFu开发无关乎设计语言和流程,工程师采用目前行业里工业级成熟、稳健的设计方法就能使用KungFu MCU。

同时,芯旺微还提供了完善的资料和丰富的教学资源,并专门建立社区,从而实现了与开发者的良好互动。

对于开发工程师来说,无论是面对国产内核,还是洋架构,最终衡量的标准都是该MCU是否易于使用。如果一个产品,不能实现对工程师的友好,不能真正触及开发中的痛点,再怎么打爱国情怀牌都是徒劳的。在这一点上,芯旺微电子看得很清楚,也做得很到位。

结语

注重基础技术研究和投入,建立自主、可控、安全的供应链,加大产业开放合作,是中美贸易摩擦局势下中国半导体产业防患于未然的必然选择。具体到MCU行业,像芯旺微电子这样贴近市场,不断积累核心竞争力,静心下来做好产品,才是实现国产创新和突破的最佳策略。

www.zqic.net 京ICP备18034712号