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MCU器件中國市場的發(fā)展如何?國產(chǎn)高性能RISC-V MCU介紹

發(fā)布時間:2023-08-3 閱讀量:2087 來源: 我愛方案網(wǎng) 作者: bebop

MCU芯片是工控領(lǐng)域的核心部件,能實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、處理、傳輸及控制功能,下游應(yīng)用包括自動化控制、電機(jī)控制、工業(yè)機(jī)器人、儀器儀表類應(yīng)用等。
MCU芯片應(yīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域,大多數(shù)情況下4位MCU應(yīng)用于計算器、汽車儀表、汽車防盜裝置、呼叫器、無線電話、CD播放器、液晶顯示控制器、液晶游戲機(jī)、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓儀、溫濕度計、遙控器和傻瓜照相機(jī)等;8位MCU應(yīng)用于電表、電機(jī)控制器、電動玩具機(jī)、變頻冷氣機(jī)、呼叫器等等。其中,8位、16位單片機(jī)主要應(yīng)用于一般的控制領(lǐng)域,一般不用操作系統(tǒng)。而16位MCU主要應(yīng)用于行動電話、數(shù)碼相機(jī)和攝錄機(jī)等。
大多數(shù)32位MCU應(yīng)用于Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub.Bridge、Router.工作站、ISDN電話、激光打印機(jī)及彩色傳真機(jī);通常使用64位嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作、多媒體處理等復(fù)雜處理的情況。工控的主要應(yīng)用場景——工業(yè)機(jī)器人為例,為了實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人所需的復(fù)雜運動,需要對電機(jī)的位置、方向、速度和扭矩進(jìn)行高精度控制,而MCU則可以執(zhí)行電機(jī)控制所需的復(fù)雜、高速運算。
工業(yè)4.0時代下工業(yè)控制市場前景廣闊,催漲MCU需求。
根據(jù)Prismark統(tǒng)計,2019年全球工業(yè)控制的市場規(guī)模為2310億美元,預(yù)計至2023年全球工業(yè)控制的市場規(guī)模將達(dá)到2600億美元,年復(fù)合增長率約為3%。據(jù)悉,2020年中國工業(yè)控制市場規(guī)模達(dá)到2321億元,同比增長13.1%。2021年市場規(guī)模達(dá)到2600億元。
隨著中國智能制造的穩(wěn)步推進(jìn),MCU規(guī)模持續(xù)提升,帶來更大的市場增量。截至2021年,工控對MCU產(chǎn)品需求規(guī)模達(dá)到26億元,預(yù)計至2026年,工業(yè)控制MCU市場規(guī)模達(dá)約35億元。
工控MCU芯片的應(yīng)用場景
工控典型應(yīng)用場景之一:通用變頻器/伺服驅(qū)動通用MCU/DSP可以搭配FPGA、預(yù)驅(qū)和IGBT,實現(xiàn)伺服電機(jī)驅(qū)動等功能。根據(jù)電機(jī)控制精度的不同要求,對MCU資源要求有所不同。通用變頻市場規(guī)模近 560 億元,同比增長 7%。
工控典型應(yīng)用場景之二:伺服控制系統(tǒng)通用MCU/DSP可以搭配FPGA,實現(xiàn)伺服控制功能。通用伺服控制市場規(guī)模近233 億元,同比增長 35%。
工控典型應(yīng)用場景之三:PLC通用MCU可以應(yīng)用于可編程邏輯控制器(PLC),用于控制生產(chǎn)過程。PLC 市場規(guī)模近 158 億元,同比增長 21%;中國工業(yè)控制MCU市場體量為26億元,屬利基市場。在消費電子市場調(diào)整回落的時間段內(nèi),與汽車電子、醫(yī)療板塊共同成為MCU市場增長驅(qū)動力,這三塊領(lǐng)域也是未來各大MCU廠商爭奪的主陣地之一。

接下來就由我愛方案網(wǎng)為大家分享先楫半導(dǎo)體的幾款高性能工控RISC-V MCU芯片。
HPM6700/6400系列芯片




HPM6700/6400 系列產(chǎn)品是先楫半導(dǎo)體推出的高性能高實時 RISC-V MCU 旗艦產(chǎn)品,目前已經(jīng)量產(chǎn)。與國際競品相比,HPM6700系列芯片單核運行主頻即可達(dá)到驚人的816MHz,在CoreMark跑分測試中,HPM6700獲得了9220的高分,成功刷新了國際MCU領(lǐng)域的性能記錄。

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在具體性能方面,HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 內(nèi)核,支持雙精度浮點運算及強(qiáng)大的 DSP 擴(kuò)展,主頻頻率創(chuàng)下了MCU 性能新紀(jì)錄,是目前市場上高性能MCU的理想之選。此外,該系列芯片還配置了高效 L1 緩存和本地存儲器,加上 2MB 內(nèi)置通用SRAM,極大避免了低速外部存儲器引發(fā)的性能損失。


HPM6700/6400系列芯片還擁有強(qiáng)大的多媒體支持能力和豐富外設(shè)接口,其適配的LCD顯示控制器可支持高達(dá)1366x768 60fps的八圖層RGB顯示支持,支持圖形加速功能,可支持雙千兆以太網(wǎng),IEEE1588,雙目攝像頭。并具有4個獨立的pwm模塊,每個模塊可生成8通道互補PWM,及16通道普通PWM、3 個 12 位高速 ADC 5MSPS、1 個 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 個模擬比較器等多個接口。


在安全性方面,HPM6700/6400系列芯片集成了 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎,支持固件軟件簽名認(rèn)證、加密啟動和加密執(zhí)行。

HPM6300系列




先楫半導(dǎo)體推出的HPM6300全系列產(chǎn)品采用晶心Andes D45 RISC-V內(nèi)核,支持雙精度浮點運算。模擬模塊包括16bit-ADC,12-bit DAC和模擬比較器,配以多組納秒級高分辨率PWM,為馬達(dá)控制和數(shù)字電源應(yīng)用提供強(qiáng)大硬件支持;通訊接口包括了實時以太網(wǎng),支持IEEE1588,內(nèi)置PHY的高速USB,多路CAN-FD及豐富的UART,SPI,I2C等接口。(已量產(chǎn))

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HPM6300的主頻達(dá)到648MHz, 并具有FFA協(xié)處理器,能實現(xiàn)FFT/FIR快速計算,具備3個16位的ADC、10/100M以太網(wǎng)等,適合工業(yè)自動化、電網(wǎng)等行業(yè)應(yīng)用,如工業(yè)自動化領(lǐng)域的伺服驅(qū)動器、PLC、工業(yè)控制器,電網(wǎng)的DTU、斷路器等產(chǎn)品。


不僅在性能方面表現(xiàn)優(yōu)異,HPM6300同時也是一款高性價比的產(chǎn)品,其高實時性、互聯(lián)性、16位ADC的特性,一經(jīng)推出就獲得了自動化、電網(wǎng)、新能源客戶的認(rèn)可。目前已在行業(yè)頭部客戶中導(dǎo)入產(chǎn)品設(shè)計,在FFT、AI推理性能上超越了傳統(tǒng)的DSP。

在工業(yè)領(lǐng)域,電機(jī)驅(qū)動是整個自動化的基礎(chǔ)應(yīng)用,如用于CNC機(jī)床、機(jī)器人的伺服驅(qū)動器,用于新能源汽車的主驅(qū)、壓縮機(jī)驅(qū)動等。由于這些行業(yè)本身的發(fā)展和需求增加,對MCU提出了更高的要求,如高算力、高實時性、16位ADC、單芯片多軸控制等。


另外,HPM6300系列在功耗上進(jìn)行了深度優(yōu)化,對于電源管理域進(jìn)行了更加精細(xì)的劃分,實現(xiàn)了低至1.5uA的待機(jī)功耗,及低至40mA的運行功耗(全速運行coremark,外設(shè)時鐘關(guān)閉),皆低于市場上同類國際品牌的功耗。
HPM6200系列




HPM6200是先楫半導(dǎo)體推出的高性能、高實時、高精度混合信號的通用微控制器系列,為精準(zhǔn)控制而生,主要應(yīng)用領(lǐng)域包括新能源,儲能,電動汽車,工業(yè)自動化等。(2023Q1量產(chǎn))


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與國際品牌T公司C2000相比,先楫半導(dǎo)體HPM6200系列CPU性能實現(xiàn)了超越。HPM6200主頻600MHz,而C2000在200MHz以內(nèi);


對比國際品牌S公司的G4系列,HPM6200系列在CPU性能、16位ADC、PLA等性能和功能上實現(xiàn)超越。


性能方面,HPM6200系列芯片主頻達(dá)到600MHz, 是RISC-V 單雙核處理器,帶有FPU和DSP,內(nèi)置4 組8通道增強(qiáng)型 PWM 控制器(8ch/組),提升了系統(tǒng)控制精度,可實現(xiàn)單芯片控制多軸電機(jī)或者單芯片實現(xiàn)復(fù)雜拓?fù)涞臄?shù)字電源。同時配備了可編程邏輯陣列 PLA, 3 個 2MSPS 16 位高精度 ADC, 16個模擬輸入通道以及4 個模擬比較器和 2 個 1MSPS 12 位 DAC。

此外,HPM6200系列還具備多種通訊接口:1 個內(nèi)置 PHY 的高速 USB,多達(dá)4路CAN-FD, 4 路 LIN 及豐富的 UART、 SPI、I2C 等。

申請樣片,方案技術(shù)資料,請掃二維碼。

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