探访慕展上的兆易创新：有颗超高性能MCU是亮点

近两年我们参加不同展会，每每看到兆易创新展位，总感觉这家公司的产品和技术应用范围在持续扩张：即便其主要产品仍然是大部分人熟知的MCU、存储器和传感器。

一方面可能是面向不同市场的产品型号在增加，比如兆易创新在2023年报中提到，NOR Flash提供16种容量选择、4种不同电压范围、20种不同封装选项；MCU芯片类别，则成功量产51大产品系列、超过600款MCU产品可供选择；传感器业务也在LCD触控、电容指纹、光学指纹市场得到广泛应用。

另一方面在于某些明星产品的问世。去年比较重要的产品发布至少包括GD25UF 1.2V低压超低功耗SPI NOR Flash——促成在智能可穿戴设备、健康监测等IoT产品中的应用；还有广泛应用在汽车智能座舱、智能驾驶、智能网联、新能源电动车的GD25/55 SPI NOR Flash和GD5F SPI NAND Flash，累计出货量超过了1亿颗。

在国产超高性能MCU领域，现在知名度也甚高的采用Cortex-M7的GD32H系列；以及基于RISC-V的双频双模无线MCU GD32VW553系列等，今年慕展上也均有亮相。

兆易创新很快也将参加7月25日由Aspencore主办的“2024全球MCU及嵌入式生态发展大会”，在电机驱动与控制论坛发表题为《GD32 MCU为电机驱动提供多维度解决方案》的演讲；兆易创新也将作为参展商展示其最新技术。更多MCU头部企业，及专家与领导将齐聚一堂，共推嵌入式生态发展。欢迎点击这里报名参会

做生态是个中关键

按照应用方向，兆易创新在本届慕展上，将不同的产品与解决方案切分成了数字能源、工业、汽车、物联网/消费电子几大板块。可能推出能够触达更多市场的产品，以及提供更多的应用案例和参考设计是兆易创新业务扩展的关键。

不过让我们印象最为深刻的，是在物联网展区内，现场工程师强调生态开发的重要性。所以他向我们展示的重点，包括用于配套教学的套件，两所高校用于教学实验的智能小车——即便过去兆易创新已经不止一次地展示过。

上海交通大学和合肥工业大学的智能小车

“小车是高校教学中非常适合做教学的实验套件。”兆易展台现场工程师向我们介绍说，“上海交大做的套件，不光是能做传感器的互动：比如摄像头视频采集，还能做自动控制、PID算法。”“现在很多高校都会很主动地采用国产芯片做教学。这些学生可能在毕业之后，也更愿意选择国产芯片去做应用和项目推进。”

自然的，工程师也不忘向我们宣传兆易创新参与出版的教材、书籍，“我们针对不同系列做的开发教程，结合电路设计，以及不同行业——比如工业互联网、智慧照明等等领域去做设计。”

IoT生态展区内展示的应用包括宠物喂食器、卷帘门无刷高压电机、磁轴与RGB电竞键盘方案、离线烧录器、调试器、开发板和简易示波器，还有各种白电方案，比如磨咖啡豆机驱动方案、电视相关的配套方案、吸尘器电机控制方案等。

基于GD32L235低功耗MCU的RGB键盘和磁轴键盘，支持包括截屏、语音助手唤醒、背光控制、给手机充电等特性

以咖啡机、吸尘器这类白电应用为例，“白电是我们未来主攻的方向之一。白电追求高可靠性，且成本敏感，我们就尝试去满足这些要求。”“基于GD32E230系列的驱动方案具备了超高性价比，很多咖啡机厂商都已经在用。”“甚至包括驱动咖啡机的屏幕，进行互动和控制，可以结合兆易创新的MCU和Flash一起去做。”

面向不同场景、满足特定场景需求，将不同垂直领域的生态做大，显然也是兆易创新在推动的。

一些相关GD32H7的新应用

本次兆易创新展台给人留下深刻印象的展示不少，尤其是基于GD32H7的一些AI应用：兆易创新大概也是国产MCU厂商中，为数不多在推AI应用的厂商。关注兆易创新的读者应该很熟悉，GD32H7依托于高主频和较大的存储资源，支持诸如ML/AI一类的高算力需求应用。

借助TFT-LCD控制器和IPA（Image Processing Accelerator），甚至可以直接提供流畅的HMI显示能力。去年我们看到LVGL、ThreadX RTOS GUI图形显示方案演示时就颇感惊讶了——要知道这就是颗MCU。慕展现场能看到基于GD32H7的采控显一体化解决方案，可体现这款MCU在工业IoT应用领域的全链路价值。

这次的数字能源展示区，有个基于GD32H7的AI直流拉弧检测方案展示：采用AI算法进行直流拉弧的检测——拉弧是因电流过大、电压过高等原因发生介质击穿时，在电路中产生电弧的现象。

现场工程师介绍说，GD32H7能够在500K采样率下支持12路ADC通道的拉弧检测，实时AI推理——CNN网络，模型大小仅有1.7KB，单次推理耗时不超过0.6ms，也就能够对拉弧进行即时响应。

“软件AI算法都是我们自研的。”工程师解释说，“通过对电力系统的实时监测，AI算法提前识别、预防潜在安全问题。”兆易创新面向开发者提供数据采集工具和一键训练工具。

前者用于采集电弧信号和正常信号，并具备对已部署的模型进行检测评估的功能。一键训练工具则利用大量数据，训练并生成拉弧检测AI模型，还支持一键生成可编译、运行的电弧检测代码。

这套方案内部搭配一颗16位外部ADC，支持8路外部ADC采集；集成内存卡和基于GD32VW553的WiFi模块，可以自动上传采集的数据到云端平台，“支持云端数据的采集、训练，以及模型参数的OTA升级”。

工业展示区内，也有个基于GD32H7的AI方案演示，如上图：这是个AI语音识别方案。工业展示区的工程师再度提到了兆易有自己的AI团队，上述AI拉弧检测和AI语音识别方案都是该团队打造的。

从资料介绍来看，AI语音识别的这套方案采用Sensory平台进行关键词训练，支持多关键词、多语种的训练；支持训练模型在MCU端侧部署，本地运行轻量化语音识别模型；功能方面，支持人声检测、语音降噪、音频分割、MFCC特征提取等。

工业展区另一个给我们留下深刻印象的是Profinet工业以太网解决方案，不过是基于GD32H7 MCU、借助软协议栈方案达成的。展台工程师提到，GD32H7支持包含Profinet、Profibus、CC-Link IE、Ethernet/IP等在内的10种从站协议，也支持协议转换。

“Profinet目前在工业以太网领域是很火的技术。”“专用的Profinet芯片成本很高，如果用MCU+软件的方式去实现，成本会低一大截，也就帮助客户实现了降本的目标。”

有关软协议栈实现是否存在延迟的不良影响，工程师回应：“基于延迟等级区分，如果的确具备超低延迟需要，那么还是需要专用芯片；但对于很多延迟要求没那么高的应用，GD32H7就非常理想——GD32H7作为超高性能MCU，实时性表现也相当不错。”

基于GD32H7的EtherCAT伺服从站方案，核心关注点还是GD32H7的高性能、高实时性，以及在高精度运动控制系统中的出色表现；值得一提的是工程师特别提到“已经拿到EtherCAT授权，下半年会推出对应的芯片产品”...

还有一款无线能源监控通讯方案也是展位亮点——虽然并非基于GD32H7，该方案主要采用GD32F527 MCU以及GD32VW553 RISC-V Wi-Fi 6 MCU：以前者为主控，结合后者实现无线监控。其中基于GD32VW553的无线模组具备2.4GHz Wi-Fi 6和BLE 5.2通信能力。

这个演示的目标应用场景包括光伏逆变器、储能电池、光储一体机设备的数据通信和采集等，也就是对相关设备的实时工作状态做采集处理与监控。这一方案应当也能体现面向不同应用领域时，兆易创新的MCU产品可搭配组合的灵活性和广泛性。

汽车应用也有一些新货

虽然兆易创新年报并未给出基于不同市场的营收占比，不过我们相信汽车电子对兆易创新而言绝对是个占比不小的市场。其车规级flash产品累计出货量也已经超过了1亿颗，而车规级MCU产品也在去年拿下了诸多国内头部Tier 1的订单。

企业年报中提到，2023年兆易创新通过ISO26262:2018汽车功能安全最高等级ASIL-D体系认证，标志着公司已经建立起完善的、符合汽车功能安全最高等级要求的产品硬件开发流程，具备与顶级汽车厂商所需的功能安全目标与要求提供最匹配的产品和服务能力。

SPI NOR Flash在座舱和智驾解决方案中的应用在兆易创新的版图中，已属寻常。工程师特别介绍用于芯驰X9智能座舱方案的GD25LX512ME，和用于黑芝麻A1000智驾方案的GD25LF256F，格外强调其性能。

前者是个512Mb、时钟频率可以达到200MHz（DTR）的x8 SPI NOR Flash，标称的数据吞吐400MB/s，“在整个行业都是相当TOP的性能”，“汽车客户有快速响应、即时启动的要求”；后者也在行泊一体、高阶ADAS域控，以及车身域控、激光雷达等场景有应用。

汽车展区有几个比较亮眼的新方案展示，其一是基于GD32A7系列的自适应矩阵大灯参考设计。这颗芯片目前在兆易的官网暂无相关信息——兆易官方博客文章也提到“将要推出”。

不过这个演示本身也很有趣，主板连接灯板——96点阵作为ADB头灯。光线投射时，若有人从前方走过，配合AI视频识别，则灯的点阵可根据人所在位置自动熄灭和点亮。它基于GD32A71x(单核)车规级MCU设计,满足AEC-Q100 & ASIL-B标准，采用Boost-Buck稳压驱动方案，支持100像素及以上矩阵大灯和单颗灯珠的的控制，以及支持扩展氛围灯控制。

这套方案对AI算力要求并不太高，但要求低延迟——头灯明灭的迅速变化，“算法等方面非常有讲究”。

另一个比较新的方案是全国产化的数字仪表盘，基于GD32A503 MCU + GD25B512ME NOR Flash。这套方案里还有一颗来自其他合作伙伴的2D图形硬件驱动芯片。

整套方案的核心部分是GD32A503，各种信号接收与对外操控藉由这颗MCU完成；图形元素存储在GD25的NOR Flash中。整套方案因此支持H.264解码、双图层缓存、图像缩放和MIPI DSI/LVDS输出。

兆易创新为本次展会带来了汽车BMS主控板参考方案，设计采用GD32A74x（单核锁步）车规级MCU，功能安全ASIL-D，该参考方案支持高低压采样，电流检测与诊断功能，并兼容多家AFE和通信芯片方案，另外还包含多路HSD高边和LSD低边输出，输出方式可以灵活配置。 

图中看到的三块分别是主控板、高压板、电芯控制板，工程师介绍这么设计能够搭配不同的电芯板使用，更加灵活。

兆易创新为本次展会带来了车身域控的参考设计方案, 设计采用GD32A72x（双核）车规级MCU，功能安全ASIL-B，该方案支持无钥匙进入（UWB or PEPS），车窗玻璃防夹算法，以及支持20路HSD & 24 LSD输出，低功耗方面支持支持KL15唤醒、CAN唤醒和RTC唤醒等。GD32A72x扩展能力强，IO数量多，“可以看到插座都很大；上面有一排预驱。基本上所有大的电机都能带得动。”

有关汽车MCU产品，工程师还向我们透露说，基于汽车电子电气架构走向集中化的趋势，“下一代更强的MCU也已经在路上了”。

兆易创新2024 Q1季报显示，公司季度营收约16.27亿元，相比去年同期增长21.32%，净利润也增幅明显。兆易创新在去年的年报中谈到了2024年包括存储、MCU市场的复苏：援引Gartner的数据，2024年存储市场预计增长66.3%。

基于Yole的数据，MCU市场预计在2022-2028的CAGR为5.3%；且随智能手机市场恢复，兆易创新对指纹传感器芯片的未来也看好。随着半导体市场下行期的收尾，以及对新产品与新应用场景的开拓，兆易创新的发展潜力仍将是巨大的。

兆易创新很快也将参加7月25日由Aspencore主办的“2024全球MCU及嵌入式生态发展大会”，在电机驱动与控制论坛发表题为《GD32 MCU为电机驱动提供多维度解决方案》的演讲；兆易创新也将作为参展商展示其最新技术。更多MCU头部企业，及专家与领导将齐聚一堂，共推嵌入式生态发展。欢迎点击这里报名参会