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飞思灵微电子:首款集成RISC-V处理器的管理型二层SoC交换芯片轩辕1030M

时间:2021-12-18 23:46:04 作者:刘于苇 阅读:
轩辕1030M是一款集成L2以太网交换功能的管理型二层SoC芯片,处理带宽30Gbps,专为集线器和交换机部署而设计。内嵌主频600MHz的芯来科技N600 RISC-V自主可控CPU,满足上层协议处理及设备管理需求;内嵌8端口千兆电PHY、2端口万兆光口、4端口千兆光口,支持多种通讯协议……
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12月7日,在中国RISC-V产业联盟、芯原微电子和上海集成电路产业集群发展促进机构共同主办的首届滴水湖中国RISC-V产业论坛上,武汉飞思灵微电子技术有限公司产品线总监杨清介绍了首款集成RISC-V处理器管理型二层交换SoC交换芯片轩辕1030M。

武汉飞思灵微电子技术有限公司产品线总监杨清

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据介绍,轩辕1030M是一款集成L2以太网交换功能的管理型二层SoC芯片,处理带宽30Gbps,专为集线器和交换机部署而设计。内嵌主频600MHz的芯来科技N600 RISC-V自主可控CPU,满足上层协议处理及设备管理需求;内嵌8端口千兆电PHY、2端口万兆光口、4端口千兆光口,支持多种通讯协议; 具备L2网桥、VLAN、ACL和Meter功能,支持L2组播、STP、RSTP、镜像和QinQ等;集成1.5Mbytes数据缓存,支持基于IEEE 802.1p QoS或DiffServ优先级的流分类,以及8 Kbps粒度的基于端口和队列的速率整形;调度策略方面也能够确保高速网络的稳定运行。

该芯片还支持30Gbps 非阻塞线速转发,可通过万兆光口使用QSGMII/O-USGMII方式进行端口扩展,最多支持28个业务端口,并提供2路管理端口。支持OAM、PTP、SyncE、完备的二层以太网协议处理功能;提供MAC地址表、VLAN转发表、组播表,可满足各种业务应用场景需求。同时提供了丰富的CPU 外设接口如MDIO,I2C,QSPI,GPIO等用于设备管理。

杨清表示,“自主知识产权的轩辕1030M,以低功耗SoC设计和灵活多样的接口,显著降低设备设计难度,缩短设备开发周期,满足数字经济下快速发展的小型交换市场。”

交换芯片产品布局和路标

飞思灵微电子在整个交换芯片上的布局包括,核心交换机层面的轩辕8系列芯片,业务层的轩辕9系列NPU芯片,中高端交换机的轩辕3芯片。边缘网关和路由器上则有专用的伏羲系列芯片,终端用户方面还布局了女娲系列的智能网卡,未来还会有DPU也是基于NPU架构。

飞思灵微电子的交换芯片产品Roadmap显示,2022年会推出轩辕3系,以及基于28nm工艺的160G以太网交换芯片轩辕2160;2023年会推出基于7nm工艺的神农1096系列和轩辕9032,2024年推出的轩辕9064基于16nm工艺,少昊8254则是一款匹配上面所有的交换芯片共同使用40nm四端口2.5G PHY芯片;2025年规划的两款轩辕3系列芯片都是基于7nm工艺。

车规级产品布局

同时飞思灵微电子也在做车规级MCU。杨清表示,基于交换及安全技术优势,公司正联合东风汽车研发动力安全、驾驶信息、车身电子三个核心领域产品。

车身电子域布局了伏羲2110系列高性价比芯片,主要处理车身电子域的灯光、空调或者是门窗管理。在驾驶信息域对应的娱乐系统和仪表系统,则有伏羲2230系列芯片,主要用于提升综合性能。动力安全域面对的转向、刹车、电池管理、电器控制或发动机管理、整车控制,对应的是伏羲2360系列。

其中最先推出的是采用高性能RISC-V核心的车控MCU伏羲2360系列,集成RISC-VLockstep核心,性能大于ARM M7核心,最大时钟频率400Mhz。内建6MBytes eFlash,512KBytes Local Memory。同时为了满足各种传感器的应用,内嵌了40通道的Sar-ADC和40通道SigmaDeta-ADC。安全方面,具有安全总线和安全监控器,同时飞思灵微电子自主研发了信息安全协处理器HSM。

“硬件安全模块自研,主要是因为我们在安全芯片上有一些积累。“杨清说到,而在验证方面是基于RISC-V CPU做硬件加速实现,形成了软硬结合的PQC-XMSS 技术方案。“此外我们的TRNG模块具有ChipDNA特性,使用电流饥饿型可重构电路应对环境变化的影响;物理不可克隆技术(Physical Unclonable Functions, PUFs)具有轻量级、自检测特性,以应对环境变化及老化对PUF可靠性的影响。独立TRNG后续会搭载到自家车控、车规MCU以及电子标签中使用。”

典型场景是在交换领域的IPsec/MACsec,采用的核心技术是后量子安全加密以及硬件加速/软硬件协同方式构建安全通信信道,自主知识产权可重构TRNG提供可靠的随机数,用于生成密钥。

在MCU产品Roadmap上,2021年伏羲1110系列已经测试完成准备量产,2022年将推出基于55nm车规150路线的伏羲2360,2022年底推出伏羲2230系列。2022年一月份推出14nm伏羲5472,2023年推出同样基于55nm车规工艺的伏羲2210。

资料显示,武汉飞思灵微电子技术有限公司是中国信科旗下烽火通信和邮科院共同出资成立的集成电路设计公司,具备从“需求到芯片设计,再到系统应用”全流程芯片解决方案。飞思灵也是中国半导体协会(CSIA)、设计分会(ICCAD)、中国通信学会通信集成电路委员会(CCIC)理事单位。

责编:Luffy Liu

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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