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探讨最新处理器技术, 共话MCU生态

时间:2021-08-27 作者:关丽 阅读:
2021年8月26日,由ASPENCORE举办的一场“全球MCU生态发展大会”汇聚了微控制器领域的技术和应用专家,共同探讨最新处理器技术、边缘AI、新兴应用和生态发展等热门议题。此次大会的主题为“把握'芯'基建,共绘MCU生态”。
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2021年8月26日,由ASPENCORE举办的一场“全球MCU生态发展大会”汇聚了微控制器领域的技术和应用专家,共同探讨最新处理器技术、边缘AI、新兴应用和生态发展等热门议题。此次大会的主题为“把握'芯'基建,共绘MCU生态”。

安谋科技:IoT设备的未来技术趋势

随着越来越多的人将AI与IoT结合到一起来看,AIoT作为各大传统行业智能化升级的最佳通道,而更智能,更安全,更可靠显然已成为IoT设备的未来技术趋势。安谋科技CPU产品总监陈江杉在本次大会上与观众就“IoT设备的未来技术趋势”进行了一番详细的探讨。

安谋科技CPU产品总监陈江杉

陈江杉先生认为IoT设备的市场热点将集中在以下四类产品:一是集成声音定位,主动降噪和音效增强等功能的无线耳机;二是可以识别语音,手势和情绪的新型人机交互设备;三是拥有传感器融合,互联,定位等功能的智能穿戴设备;四是用于监控和图像分析的智能监控设备。

上述四类热点产品将出现三大发展趋势:

趋势1:计算能力进一步提升

趋势2:信息安全重要性增加

趋势3: 本土市场迈向高可靠性蓝海

根据陈江杉先生在大会现场展示的Armv8.x-M技术演进路线图来看,Mizar将是面向未来需求的新一代处理器。而安谋科技新一代处理器着手集中解决以下三大问题:

1,提高计算密度,在不显著增加面积和功耗的前提下满足IoT设备越来越高的计算需求;

2,保证信息安全,允许设备敏感信息处理运行在一个“可信执行平台”之上;

3,增加功能安全,确保系统执行高可靠性和及时的故障处理。

极海:APM32 MCU持续发力中高端市场

拥有近20年集成电路芯片设计经验的珠海极海半导体有限公司,在2020年底获得国家大基金一期&二期投资。其市场产品总监刘涛在大会上首先与观众分享了全球MCU市场情况及中高端国产芯片发展现状。

极海半导体市场产品总监刘涛

从下图,我们可以看到,根据Omida的预测,到2024年,全球MCU市场规模预计达到20375 $M(人民币1318亿元),其中中国市场预计达到6238 $M(人民币404亿元),中国占了超过30%的市场;而在细分应用领域,比如汽车工业中高端领域我们发现还是国外供应商份额最大,国产品牌还有很长的路要走,但是在消费类电子市场我们已经可以看到国产厂商的身影。

中高端芯片,比如工业类,汽车类芯片,对集成度、功耗、可靠性等指标要求高,这对芯片设计、测试和生产整体要求很高。

就工业领域,目前刘涛先生认为目前我们国产芯片在中高端领域发展存在以下的难点:

1.  工业/汽车应用场景复杂,需要研发与应用要紧密结合,针对场景进行开发和定制,需要提供芯片及软硬件定制服务;

2. 国产芯片还在工业生态中是点状应用,没有形成规模,生态环境薄弱,需要完善生态体系;

3.工业物联网领域前景诱人,但工业系统和联网设备都存在巨大安全隐患,这个是行业痛点,需要引起大家的关注。

虽然困难重重,但是因为这波缺货潮,工业客户确实为国产芯片厂商打开了大门。极海半导体APM32系列产品致力为中高端市场提供32位通用MCU方案。

面对通用市场领域,极海推出以及即将推出基于Arm Cortex M0+/M3/M4/M7的APM32通用MCU芯片,产品型号超过200个,全系列达到工业级功能安全标准,产品可靠性较高;在过去的一年中,极海产品已经成功应用于比如工业变频器,伺服器,逆变器,BMS管理,电机驱动,新能源车等领域,也与汇川科技,英威腾,小米、长虹、美的、上汽等国内头部企业达成项目合作。

华大MCU“静动智车”四大产品系列与三大创新

华大半导体MCU事业部市场部产品总监张建文在MCU大会上的演讲主题是“华大MCU,守正创新,拥抱发展机遇”。

华大半导体MCU事业部市场部产品总监张建文

华大将其MCU产品概括为“静、动、智、车”四大系列,其中静系列是指超低功耗MCU, 动系列是指电机控制MCU, 智系列是指通用控制MCU,车系列是汽车电子MCU。这四大系列有上百款MCU型号。

华大半导体四大系列的上百款型号的MCU体现了以下三大创新:

创新之一——超低功耗

华大MCU在国产MCU里面,性能是比较出色的:0.4μA极致待机功耗能力;4μS极速唤醒能力;动态能效可达23.19(CoreMark/mA)。从上面三项数据可以看出华大MCU其超低功耗性能达到国际同类产品领先水平,在超低功耗物联网应用中已被用户广泛认可。超高能效,与国际品牌比较(见下图):

创新之二 ——高可靠性

华大MCU的可靠性经权威测试机构检测,各项可靠性指标普遍达到行业标准最高等级。

基于华大半导体MCU系列芯片,设计和实现IEC60730 Class B安全库/61508 SIL 2安全诊断库。用户可参考软件库,完成产品功能安全方面开发和认证。

首先,IEC61508认证是针对整机/系统过的,不是针对芯片的。但系统的安全要求会被分解到芯片,26262就是从它改过去的,它是所有功能安全的老祖宗。61508  60730  26262分别是工业 家电 汽车的功能安全标准,另外还有航空 医疗 船舶 等等不同行业的功能安全标准,都是基于61508并结合自己行业特点修改得到的。如果底层原件比如MCU,没按功能安全标准开发,那么上层设备要证明自己符合功能安全要求,就会很难,甚至不可能证明自己的安全性。

创新之三—— 大行业布局(工业、汽车、家电、通信等)

-电力电子应用(电机、电源、逆变)覆盖汽车、医疗、工业、大家电,作为MCU核心应用方向,地位突出,华大MCU相关技术与客户积累丰富,处于国内领先

-仪器仪表应用兼具工业、医疗与超低功耗特点,目前华大MCU在该领域处于市场领先地位

-汽车电子低端产品竞争激烈;高端功能安全类产品技术门槛高,投入大,周期长,华大MCU占据先发优势

沁恒微电子:自研打造“一核三接口”的MCU+

南京沁恒微电子股份有限公司是一家专注于连接技术和MCU内核研究的射频与高速数模混合集成电路设计公司,其产品总监王晓峰首先从技术导向、公司主要产品、主要技术涉及及解决方案和产品应用领域简单介绍了其公司:

技术导向:专注于连接和控制方面的芯片设计,致力于为客户提供万物互联、上下互通的芯片及解决方案。

主要产品:以太网、蓝牙无线网络、USB和PCI类接口芯片,以及集成上述接口的MCU+单片机。

技术涉及:ADC模拟检测、MCU智能控制+算法、HID人机交互、网络通信、接口通讯、数据安全、物联协议和云端服务。

解决方案:感知+控制+连接+云聚。

应用领域:计算机周边、手机周边、工业控制、物联网等。

沁恒微电子产品总监王晓峰

专业技术自研打造MCU+

目前,沁恒微主要有蓝牙、USB、以太网等三大系列产品,王晓峰介绍道,第一是USB系列产品。主要包括控制类、转接类、延长及辅助类、USB PD类等细分产品,下游主要应用在工业控制,计算机手机周边等领域;第二是以太网系列产品,MCU+MAC+PHY+TCP/IP,在提供完善协议栈基础之上,而且还提供MCU的编程空间,客户可以在里面去做一些灵活自定义的功能控制。第三是蓝牙系列产品。从底层的芯片设计到协议栈开发到应用层协议支持,沁恒提供一整套解决方案,在保证产品竞争力同时也为产品迭代更新提供强大驱动力。比如CH579单芯片集成BLE无线(内置2.4G收发,支持多主多从,支持Mesh组网)以太网(内置PHY)模块,内置USB全速主从接口,触摸按键、ADC、段式LCD驱动模块等驱动模块,可轻松实现各类人机交互应用。

作为接口转换专家,能轻易实现从USB到以太网或者从蓝牙到以太网二个接口之间的转换,甚至在USB、蓝牙、以太网三个接口之间的互相转换。

一核三接口:MCU内核+USB/蓝牙/以太网接口

MCU内核有ARM内核,RISC-V,E8051和RISC8内核,其中除ARM内核来自授权,RISC-V,E8051和RISC8内核均为自研。其产品均含控制器和收发器及协议栈,USB含USB PD。

AEM过流保护元件的选择与应用

本次MCU大会上唯一的提供电子电路保护的厂商AEM科技,专注于新型电子元器件的研究、开发、制造与行销,拥有多项处于世界领先水平的专利与专有技术,可提供尺寸和规格更为宽广而全面的片式熔断器。

AEM中国资深应用工程师郭田青在MCU大会的演讲

关于片式熔断器选择关注的焦点,AEM中国资深应用工程师郭田青谈到,以新能源汽车BMS系统为例,主要涵盖以下几点:

•元器件失效引起的短路

• 安全对周边无损伤

•不会存在起弧的风险

• 选择适合的零件尺寸

• 考虑一致性设计和结构

最后,郭田青谈到熔断器的选型流程及分析了相关示例,具体见如下流程图:

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
关丽
电子工程专辑(EETimes China)资深产业研究员。
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