基于创新架构的高性能RISC-V 通用MCU

基于创新架构的高性能RISC-V 通用MCURISC V RISC V 读作 RISC Five 也即第五代精简指令处理器 取这个名字正是因为美国伯克利研究团队的 David Patterson 教授在此之前已经研制了四代精简指令处理器芯片

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RISC-V

RISC-V读作RISC Five,也即第五代精简指令处理器。取这个名字正是因为美国伯克利研究团队的David Patterson教授在此之前已经研制了四代精简指令处理器芯片。

在2010年,伯克利研究团队要设计一款CPU,然而,英特尔对X86的授权卡的很严,ARM的指令集授权很贵,MIPS、SPARC、Open Power也都需要各自的公司授权。在选择很有限的情况下,伯克利的研究团队决定从零开始设计一套全新的指令集。而被很多媒体大肆宣扬也让人振奋的是,伯克利的研究团队4名成员仅用了3个月就完成了RISC-V的指令集开发。目前,伯克利研究团队已经完成了基于RISC-V指令集的顺序执行的64位处理器核心(代号为Rocket),并前后基于45nm与28nm工艺进行了12次流片。

RISC-V指令集是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA),RISC-V是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。RISC-V指令集完全开源,设计简单,易于移植Unix系统,模块化设计,完整工具链,同时有大量的开源实现和流片案例,已在社区得到大力支持。它虽然不是第一个开源的的指令集(ISA),但它是第一个被设计成可以根据具体场景可以选择适合的指令集的指令集架构。基于RISC-V指令集架构可以设计服务器CPU、家用电器CPU、工控CPU和传感器中的CPU。

RISC-V架构相比其他成熟的商业架构的最大一个不同还在于它是一个模块化的架构。因此,RISC-V架构不仅短小精悍,而且其不同的部分还能以模块化的方式组织在一起,从而试图通过一套统一的架构满足各种不同的应用。这种模块化是x86与ARM架构所不具备的。

HPM6000系列开启国内高性能MCU新时代

在国内市场先后被疫情和美国制裁的双重打击之下,大家意识到,不能像以往那样依赖进口芯片,所以国产半导体公司如雨后春笋般接连出现,并逐渐渗透低、中端市场,以求自给自足。但在高端领域的市场还是一片空白,如伺服电机、工业PLC、电机控制、医疗仪器、汽车仪表、无人机等等。

正所谓“时势造英雄”在这种严峻的情况下,HPM6000系列的出现无疑是给国产高端芯片带来了一束光,其研发团队核心骨干和主要成员均来自于著名跨国半导体公司,一起磨合十年以上。2021年10月完成近亿元A轮融资。2021年11月发布第一款高性能MCU产品 HPM6000 系列,性能达到世界先进水平。

HPM6000系列概述

HPM6000系列产品:

HPM6758-双核 800 MHz,8MB 闪存

HPM6750-双核 800 MHz

HPM6450-单核 800 MHz

HPM6128-单核 300 MHz,8MB 闪存

HPM6120-单核 300 MHz

封装

14X14 289BGA P0.8

10X10 196BGA P0.65

温度范围

-40 ~ 125℃ Tj

性能

RISC-V内核支持双精度浮点运算及强大的DSP扩展,主频高达816MHz,创下了高达9220CoreMarkTM和高达4651DMIPS的MCU性能新记录。

32KB高速缓存(/DCache)和高达512KB的零等待指令和数据本地存储器(ILM/DLM),加上1MB内置SRAM,极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。

丰富外设

多种通讯接口:两个千兆实时以太网,支持IEEE1588,两个内置PHY的高速USB,多达四路CAN/CAN-FD及丰富的UARTSPI,2C等外设。4组共32路精度达2.5ns的PWM。

3个12位高速ADC5MSPS,1个16位高精度ADC

2MSPS,4个模拟比较器,多达28个模拟输入通道。

多达36路32位定时器,5个看门狗和RTC。

外扩存储

2个串行总线控制器,支持NORFlash/HyperFlash/PSRAM/ HyperRAM,支持NORFlash在线加密执行,提供扩展性和兼容性极高的程序空间。

SDRAM控制器,支持166MHz的16/32位SDRAM/LPSDR。

2个SD/eMMC控制器,可用于同时连接WiFi模块及大容量存储。

安全

集成AES-128/256SHA-1/256加速引擎和硬件密钥管理器。支持固件软件签名认证、加密启动和加密执行,可防止非法的代码替换、篡改或复制。

基于芯片生命周期的安全管理,以及多种攻击的检测,进一步保护敏感信息。

内建BootROM,可以通过USB或者UART对固件安全下载和升级。

多媒体

LCD显示控制器,支持高达1366x76860fps显示。

图形加速器,支持图形缩放、叠加、旋转等硬件加速。

JPEG硬件编解码器,降低贴图过程的CPU负载。

双目摄像头,提高AI图像识别能力。4个8通道全双工I2S和1个数字音频输出。

多路语音和数字麦克风接口,便于实现高性能的语音识别应用。

电源系统

集成高效率DCDC转换器和LDO.支持系统单电源供电,可动态调节输出电压实现性能-功耗平衡,兼顾了电源的灵活性,易用性和效率。

灵活支持各种功耗模式,优化电源使用效率。

多个电源域及子系统,可灵活关闭不使用设备的电源。

基于创新架构的高性能RISC-V 通用MCU

目前已经量产的高性能通用MCU产品系列HPM6700/6400及HPM6300,性能领先国际同类产品,并完成AEC-Q100认证,全力服务中国工业,汽车消费市场。

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