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作為國產MCU龍頭,兆易創新GD32如何在工業市場開疆拓土?

Felix分析 ? 來源:電子發燒友 ? 作者:吳子鵬 ? 2024-11-28 00:23 ? 次閱讀

電子發燒友網報道(文/吳子鵬)近日,在以“勇躍?芯征程”為主題的GD32新品發布會上,兆易創新MCU事業部產品市場總監陳思偉表示,當前工業自動化增長穩健,數字能源領域則在快速增長,這些領域將成為GD32 MCU業務成長的重要驅動力。


為了進一步提升GD32 MCU在工業領域的競爭力,兆易創新在此次發布會上重磅發布了多款新品——兆易創新獲得德國倍福公司(Beckhoff)正式授權并推出其首顆EtherCAT從站控制器GDSCN832系列,以及超高性能工業互聯MCU產品GD32H75E系列;此外還有基于Arm Cortex-M33內核的GD32G5系列高性能MCU。

讓EtherCAT設計更具靈活性

GDSCN832系列并不是一款傳統意義上的MCU產品,而是一款2/3端口EtherCAT從站控制器,因此并沒有沿用GD32的命名。GDSCN832系列集成2個內部PHY和1個MII擴展接口,內置雙通道集成Ethernet物理層設備,每個通道均提供全雙工100BASE-TX收發器,支持100Mbps運行。

根據發布會內容,相較于競品“3+4+4”的配置,GDSCN832系列的配置全面領先,達到了“8+8+8”——GDSCN832系列支持8個現場總線存儲器管理單元(FMMU);GDSCN832系列支持8個同步管理器(Sync Manager Entities);GDSCN832系列配置高達8KB雙端口內存(DPRAM)空間。同時,GDSCN832系列內部集成1.1V內核穩壓器,支持單3.3 V電源工作;還支持1.8V-3.3V可變電壓I/O。因而,GDSCN832系列兼具高性能和低功耗。

GD32H75E系列則是兆易創新推出的首款擁有德國倍福公司正式授權EtherCAT從站控制器的高性能MCU產品系列,內部集成GDSCN832系列芯片,實現與高性能MCU的完美融合,滿足工業自動化市場如伺服電機控制、變頻驅動、工業PLC、通訊模塊以及人形機器人等多樣化應用所需。

陳思偉表示,GDSCN832系列和GD32H75E系列同時推出,相當于兆易創新在EtherCAT接口芯片和集成EtherCAT接口芯片的高性能MCU方面都能夠提供解決方案,相較于單一的EtherCAT接口芯片,兆易創新提供了更多的選擇,讓客戶在實際應用中保持更高的設計靈活性。

滿足工業場景的差異化應用

面向工業應用,GD32G5系列MCU是兼具高性能、高集成和高安全的選擇。

在高性能方面,GD32G5系列基于Arm Cortex-M33高性能內核,主頻高達216MHz。內置高級DSP硬件加速器和單精度浮點單元(FPU);集成了硬件三角函數加速器(TMU),支持10類函數計算;還集成了濾波算法(FAC)、快速傅里葉(FFT)等多類硬件加速單元,大幅提升處理效率。GD32G5系列MCU最高主頻下的工作性能可達316 DMIPS,CoreMark測試取得了694分的出色表現。 同時,GD32G5系列配置有256KB到512KB嵌入式Flash,支持Flash雙Bank功能;以及128KB SRAM,其中包含32KB緊耦合內存TCMRAM,實現關鍵指令與數據的零等待執行;還配備了高速緩存空間,高達2KB I-Cache及512B D-Cache,進一步提升內核處理性能。

在高集成方面,GD32G5系列支持4個12位ADC,采樣速率高達5.3MSPS;支持4個12位DAC,其中2個采樣率高達15MSPS;配備了16通道高精度定時器(HRTimer),精度可達145ps;配備了3個8通道高級定時器,2個32位通用定時器、5個16位通用定時器、2個16位基本定時器、1個低功耗定時器;還提供5個U(S)ART、4個I2C、3個SPI以及1個QSPI等接口資源。

在高安全方面,GD32G5系列內置多種安全功能,為通信過程提供了包括支持安全OTA、安全啟動、安全調試、安全升級等在內的多重安全保護機制。

兆易創新CTO、MCU事業部總經理李寶魁表示,作為國內MCU市場的領導者,兆易創新的模式并不是單純的Fabless,而是“虛擬IDM”,公司擁有專業的團隊,和晶圓代工廠一起優化工藝,并提升產品品質和良率。GD32G5系列便是基于兆易創新和領先代工廠合作開發的40nm MCU工藝平臺,在底層進行了很多優化,使得GD32G5系列不僅器件面積更小,且能夠基于Arm Cortex-M33內核實現行業領先的216MHz高主頻。特別需要指出的是,GD32G5系列能夠在極端的135℃高結溫下跑到216MHz主頻,體現了產品性能和品質的領先性。

智能化是MCU發展的大趨勢

對于MCU未來的發展,有很多較為明顯的趨勢,比如更高集成、更低功耗、更安全、更可靠等。當然,其中也包括智能化。

隨著制造業智能化水平的不斷提升,MCU也必然將朝著更高算力、更高智能的方向去發展,手段包括提升主頻、提升核心性能、異構集成、提升內存容量等。目前,行業界有廠商選擇將NPU集成到MCU里,或者采用支持Arm Helium技術的Arm Cortex-M55內核和Arm Cortex-M85內核。

對此,李寶魁談到,對于MCU各種AI智能化升級方向,兆易創新都會關注。AI算力是分級的,通用MCU加先進的AI算法就能提供低級別的AI基礎算力。在兆易創新關注的工業領域,客戶目前需要的AI算力其實并不高。以兆易創新推出的AI拉弧檢測方案為例,就是用高性能MCU加先進的AI算法來解決客戶的智能化應用問題。


不過,李寶魁也強調,“我們相信,將硬件AI加速集成到MCU中一定是未來發展的大趨勢,兆易創新也在積極地布局。”

結語

統計數據顯示,兆易創新是中國排名第一的MCU供應商,并在2022年躋身全球第七。不過,從目前全球市場占比來看,兆易創新的份額是1.8%,尚不足2%。因此,兆易創新將MCU業務視為關鍵的成長領域,工業MCU被列為重要的布局方向,隨著新品和新技術的不斷推出,兆易創新GD32 MCU的市場競爭力正持續增強。

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