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MCU器件中國市場的發展如何?國產高性能RISC-V MCU介紹
發布時間:2023-08-03 閱讀量:4884 來源:我愛方案網 作者:bebop
MCU芯片是工控領域的核心部件,能實現數據收集、處理、傳輸及控制功能,下游應用包括自動化控制、電機控制、工業機器人、儀器儀表類應用等。
MCU芯片應用于眾多工業領域,大多數情況下4位MCU應用于計算器、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、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等;8位MCU應用于電表、電機控制器、電動玩具機、變頻冷氣機、呼叫器等等。其中,8位、16位單片機主要應用于一般的控制領域,一般不用操作系統。而16位MCU主要應用于行動電話、數碼相機和攝錄機等。
大多數32位MCU應用于Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub.Bridge、Router.工作站、ISDN電話、激光打印機及彩色傳真機;通常使用64位嵌入式操作系統進行網絡操作、多媒體處理等復雜處理的情況。工控的主要應用場景——工業機器人為例,為了實現工業機器人所需的復雜運動,需要對電機的位置、方向、速度和扭矩進行高精度控制,而MCU則可以執行電機控制所需的復雜、高速運算。
工業4.0時代下工業控制市場前景廣闊,催漲MCU需求。
根據Prismark統計,2019年全球工業控制的市場規模為2310億美元,預計至2023年全球工業控制的市場規模將達到2600億美元,年復合增長率約為3%。據悉,2020年中國工業控制市場規模達到2321億元,同比增長13.1%。2021年市場規模達到2600億元。
隨著中國智能制造的穩步推進,MCU規模持續提升,帶來更大的市場增量。截至2021年,工控對MCU產品需求規模達到26億元,預計至2026年,工業控制MCU市場規模達約35億元。
工控MCU芯片的應用場景
工控典型應用場景之一:通用變頻器/伺服驅動通用MCU/DSP可以搭配FPGA、預驅和IGBT,實現伺服電機驅動等功能。根據電機控制精度的不同要求,對MCU資源要求有所不同。通用變頻市場規模近 560 億元,同比增長 7%。
工控典型應用場景之二:伺服控制系統通用MCU/DSP可以搭配FPGA,實現伺服控制功能。通用伺服控制市場規模近233 億元,同比增長 35%。
工控典型應用場景之三:PLC通用MCU可以應用于可編程邏輯控制器(PLC),用于控制生產過程。PLC 市場規模近 158 億元,同比增長 21%;中國工業控制MCU市場體量為26億元,屬利基市場。在消費電子市場調整回落的時間段內,與汽車電子、醫療板塊共同成為MCU市場增長驅動力,這三塊領域也是未來各大MCU廠商爭奪的主陣地之一。

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




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

HPM67006400系列參數.png


在具體性能方面,HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 內核,支持雙精度浮點運算及強大的 DSP 擴展,主頻頻率創下了MCU 性能新紀錄,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 內置通用SRAM,極大避免了低速外部存儲器引發的性能損失。


HPM6700/6400系列芯片還擁有強大的多媒體支持能力和豐富外設接口,其適配的LCD顯示控制器可支持高達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,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證、加密啟動和加密執行。

HPM6300系列




先楫半導體推出的HPM6300全系列產品采用晶心Andes D45 RISC-V內核,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,為馬達控制和數字電源應用提供強大硬件支持;通訊接口包括了實時以太網,支持IEEE1588,內置PHY的高速USB,多路CAN-FD及豐富的UART,SPI,I2C等接口。(已量產)

微信圖片_20230524142228.png


HPM6300的主頻達到648MHz, 并具有FFA協處理器,能實現FFT/FIR快速計算,具備3個16位的ADC、10/100M以太網等,適合工業自動化、電網等行業應用,如工業自動化領域的伺服驅動器、PLC、工業控制器,電網的DTU、斷路器等產品。


不僅在性能方面表現優異,HPM6300同時也是一款高性價比的產品,其高實時性、互聯性、16位ADC的特性,一經推出就獲得了自動化、電網、新能源客戶的認可。目前已在行業頭部客戶中導入產品設計,在FFT、AI推理性能上超越了傳統的DSP。

在工業領域,電機驅動是整個自動化的基礎應用,如用于CNC機床、機器人的伺服驅動器,用于新能源汽車的主驅、壓縮機驅動等。由于這些行業本身的發展和需求增加,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系列在功耗上進行了深度優化,對于電源管理域進行了更加精細的劃分,實現了低至1.5uA的待機功耗,及低至40mA的運行功耗(全速運行coremark,外設時鐘關閉),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,為精準控制而生,主要應用領域包括新能源,儲能,電動汽車,工業自動化等。(2023Q1量產)


微信圖片_20230524142240.jpg


與國際品牌T公司C2000相比,先楫半導體HPM6200系列CPU性能實現了超越。HPM6200主頻600MHz,而C2000在200MHz以內;


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超越。


性能方面,HPM6200系列芯片主頻達到600MHz, 是RISC-V 單雙核處理器,帶有FPU和DSP,內置4 組8通道增強型 PWM 控制器(8ch/組),提升了系統控制精度,可實現單芯片控制多軸電機或者單芯片實現復雜拓撲的數字電源。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 個內置 PHY 的高速 USB,多達4路CAN-FD, 4 路 LIN 及豐富的 UART、 SPI、I2C 等。

申請樣片,方案技術資料,請掃二維碼。

先楫.jpg


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