兆易創(chuàng)新發(fā)布GD32V系列RISC-V內(nèi)核32位通用MCU新品

2019年8月22日，北京 — 業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商兆易創(chuàng)新GigaDevice(股票代碼 603986)宣布在行業(yè)內(nèi)率先將開源指令集架構(gòu)RISC-V引入通用微控制器領(lǐng)域，正式推出全球首個(gè)基于RISC-V內(nèi)核的GD32V系列32位通用MCU產(chǎn)品，提供從芯片到程序代碼庫、開發(fā)套件、設(shè)計(jì)方案等完整工具鏈支持并持續(xù)打造RISC-V開發(fā)生態(tài)。

作為GD32 MCU家族基于RISC-V內(nèi)核的首個(gè)產(chǎn)品系列， 全新的GD32VF103系列RISC-V MCU面向主流型開發(fā)需求，以均衡的處理效能和系統(tǒng)資源為RISC-V進(jìn)入市場主流應(yīng)用提供了高性價(jià)比的創(chuàng)新之選。新品首批提供了14個(gè)型號，包括QFN36、LQFP48、LQFP64和LQFP100等4種封裝類型選擇，并完整保持了與現(xiàn)有產(chǎn)品在軟件開發(fā)和引腳封裝方面的兼容性。這種前所未有的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)在GD32的Arm?內(nèi)核產(chǎn)品與RISC-V內(nèi)核產(chǎn)品之間搭建起快速通道，將跨越處理器內(nèi)核的產(chǎn)品選型和設(shè)計(jì)切換變得靈活自如，從而更易于實(shí)現(xiàn)代碼移植并縮短開發(fā)周期。全面適用于工業(yè)控制、消費(fèi)電子、新興IOT、邊緣計(jì)算、人工智能及垂直行業(yè)的深嵌入式市場應(yīng)用。

全面優(yōu)化的RISC-V處理器內(nèi)核

GD32VF103系列MCU采用了全新的基于開源指令集架構(gòu)RISC-V的Bumblebee處理器內(nèi)核，是兆易創(chuàng)新(Gigadevice)攜手中國領(lǐng)先的RISC-V處理器內(nèi)核IP和解決方案廠商芯來科技(Nuclei System Technology)，面向物聯(lián)網(wǎng)及其它超低功耗場景應(yīng)用自主聯(lián)合開發(fā)的一款商用RISC-V處理器內(nèi)核。

Bumblebee內(nèi)核采用32位RISC-V開源指令集架構(gòu)并支持定制化指令，更優(yōu)化了中斷處理機(jī)制。不僅配備了64位寬的實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)器、可以產(chǎn)生RISC-V標(biāo)準(zhǔn)定義的計(jì)時(shí)器中斷，還支持?jǐn)?shù)十個(gè)外部中斷源，具有16個(gè)中斷級別和優(yōu)先級，并支持中斷嵌套和快速向量中斷處理機(jī)制。低功耗管理可以支持兩級休眠模式。內(nèi)核支持標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口及RISC-V調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)， 適用于硬件斷點(diǎn)和交互式調(diào)試。Bumblebee內(nèi)核也支持RISC-V標(biāo)準(zhǔn)的編譯工具鏈，以及Linux/Windows圖形化集成開發(fā)環(huán)境。

Bumblebee內(nèi)核設(shè)計(jì)了二級變長流水線微架構(gòu)，配備精簡的指令預(yù)取單元和動態(tài)分支預(yù)測器，并融入多種低功耗設(shè)計(jì)方法。能夠以二級流水線的代價(jià)，達(dá)到傳統(tǒng)架構(gòu)三級流水線的性能和頻率，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界一流的能效比與成本優(yōu)勢。這使得GD32VF103系列MCU在最高主頻下的工作性能可達(dá)153 DMIPS，CoreMark?測試也取得了360分的優(yōu)異表現(xiàn)，相比GD32 Cortex?-M3內(nèi)核產(chǎn)品性能提升15%的同時(shí)，動態(tài)功耗降低了50%，待機(jī)功耗更降低了25%。

▲ GD32VF103系列RISC-V 內(nèi)核32位通用MCU

主流均衡的首發(fā)產(chǎn)品組合

GD32VF103系列RISC-V MCU提供了108MHz的運(yùn)算主頻，以及16KB到128KB的片上閃存和6KB到32KB的SRAM緩存，gFlash?專利技術(shù)支持內(nèi)核訪問閃存高速零等待。Bumblebee內(nèi)核還內(nèi)置了單周期硬件乘法器、硬件除法器和加速單元應(yīng)對高級運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)。 

芯片采用2.6V-3.6V供電，I/O口可承受5V電平。配備了1個(gè)支持三相PWM互補(bǔ)輸出和霍爾采集接口的16位高級定時(shí)器可用于矢量控制，還擁有多達(dá)4個(gè)16位通用定時(shí)器、2個(gè)16位基本定時(shí)器和2個(gè)多通道DMA控制器。全新設(shè)計(jì)的中斷控制器(ECLIC)提供了多達(dá)68個(gè)外部中斷并可嵌套16個(gè)可編程優(yōu)先級，以增強(qiáng)高性能控制的實(shí)時(shí)性。

為廣泛的主流應(yīng)用配備的多種外設(shè)資源，包含多達(dá)3個(gè)USART、2個(gè)UART、3個(gè)SPI、2個(gè)I2C、2個(gè)I2S、2個(gè)CAN2.0B和1個(gè)USB 2.0 FS OTG，以及外部總線擴(kuò)展控制器(EXMC)。其中，全新設(shè)計(jì)的I2C接口支持快速Plus (Fm+)模式, 頻率最高可達(dá)1 MHz (1Mbit/s)，是以往速度的兩倍。SPI接口也已經(jīng)支持四線制并新增多種傳輸模式，還可方便擴(kuò)展Quad SPI NOR Flash實(shí)現(xiàn)高速訪問。內(nèi)置的USB 2.0 FSOTG接口可提供Device、HOST、OTG等多種模式。外部總線擴(kuò)展控制器(EXMC)更方便連接NOR Flash，SRAM等外部存儲器。

新品集成了2個(gè)采樣率高達(dá)2.6M SPS的12位高速ADC，提供了多達(dá)16個(gè)可復(fù)用通道，并支持16-bit硬件過采樣濾波功能和分辨率可配置功能，還擁有2個(gè)12位DAC。多達(dá)80%的GPIO具有多種可選功能還支持端口重映射，持續(xù)以靈活豐富的連接性滿足主流開發(fā)應(yīng)用需求。

 ▲ GD32VF103系列RISC-V內(nèi)核通用32位MCU產(chǎn)品線

芯來科技CEO胡振波表示：“兆易創(chuàng)新是中國集成電路產(chǎn)業(yè)的標(biāo)桿，也是中國通用MCU供應(yīng)商的龍頭。芯來科技目前已經(jīng)具備領(lǐng)先的RISC-V處理器內(nèi)核IP和工具鏈研發(fā)能力，并處于中國RISC-V嵌入式處理器研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的最前列。雙方的合作必將讓RISC-V落地生根，為中國通用MCU在AIoT時(shí)代帶來新突破、形成新格局，并與廣大用戶攜手共贏?！?/p>

兆易創(chuàng)新執(zhí)行副總裁、MCU事業(yè)部總經(jīng)理鄧禹表示：“RISC-V體系已經(jīng)在全球快速崛起，成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)及工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、智能終端等應(yīng)用領(lǐng)域的迅猛發(fā)展趨勢。兆易創(chuàng)新在行業(yè)內(nèi)首家推出基于RISC-V架構(gòu)的32位通用MCU產(chǎn)品并持續(xù)打造RISC-V開發(fā)生態(tài)，也將進(jìn)一步滿足市場對于開放性架構(gòu)的差異化需求并有利于發(fā)揮成本優(yōu)勢，讓不斷豐富完善的GD32 MCU‘百貨商店’持續(xù)為用戶提供更多創(chuàng)新之選。”

持續(xù)打造的RISC-V開發(fā)生態(tài)

兆易創(chuàng)新一直在為GD32生態(tài)系統(tǒng)提供豐富和完善的支持，包括多種開發(fā)板和應(yīng)用軟件在內(nèi)的RISC-V開發(fā)生態(tài)也已準(zhǔn)備就緒，GD32V系列產(chǎn)品的使用者可以利用全新的開發(fā)工具和程序代碼庫輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)想。新增的開發(fā)工具包括GD32VF103V-EVAL全功能評估板以及GD32VF103R-START、GD32VF103C-START和GD32VF103T-START入門級學(xué)習(xí)板，可以分別對應(yīng)四種不同封裝和管腳，方便用戶進(jìn)行開發(fā)調(diào)試。另外還提供了GD32VF103-BLDC電機(jī)控制開發(fā)板、GD-LINK調(diào)試量產(chǎn)工具以及一系列來自合作伙伴的GD32 RISC-V終端設(shè)計(jì)方案。

兆易創(chuàng)新還聯(lián)合芯來科技為GD32V系列MCU提供了免費(fèi)集成開發(fā)環(huán)境Nuclei Studio。這個(gè)全新IDE基于開源的Eclipse架構(gòu)，并集成了GCC、OpenOCD等RISC-V相關(guān)工具。用戶可以快速上手并方便的完成代碼編寫、交叉編譯、在線調(diào)試、程序燒寫等一系列開發(fā)流程。第三方合作伙伴也提供了更多IDE和工具選擇，包括Huawei IoT Studio、SEGGER J-Link V10及Embedded Studio等均已支持。嵌入式操作系統(tǒng)包括μC/OS II、FreeRTOS、RT-Thread、Huawei LiteOS等也已全面適配并可以直接連接至云。這些都極大程度的簡化了開發(fā)難度。 

即刻開始的RISC-V開發(fā)體驗(yàn)

GD32V系列新品全部符合工業(yè)級高可靠性和溫度標(biāo)準(zhǔn)，并提供至少十年的持續(xù)供貨保證。芯片的靜電防護(hù)(ESD)防護(hù)水平在人體放電(HBM)模式可達(dá)5KV，器件放電模式(CDM)可達(dá)2KV，遠(yuǎn)高于行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)，從而適用于復(fù)雜環(huán)境并讓終端產(chǎn)品更可靠耐用。