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作为国产MCU龙头,兆易创新GD32如何在工业市场开疆拓土?

Felix分析 来源:电子发烧友 作者:吴子鹏 2024-11-28 00:23 次阅读

电子发烧友网报道(文/吴子鹏)近日,在以“勇跃•芯征程”为主题的GD32新品发布会上,兆易创新MCU事业部产品市场总监陈思伟表示,当前工业自动化增长稳健,数字能源领域则在快速增长,这些领域将成为GD32 MCU业务成长的重要驱动力。


为了进一步提升GD32 MCU在工业领域的竞争力,兆易创新在此次发布会上重磅发布了多款新品——兆易创新获得德国倍福公司(Beckhoff)正式授权并推出其首颗EtherCAT从站控制器GDSCN832系列,以及超高性能工业互联MCU产品GD32H75E系列;此外还有基于Arm Cortex-M33内核的GD32G5系列高性能MCU。

让EtherCAT设计更具灵活性

GDSCN832系列并不是一款传统意义上的MCU产品,而是一款2/3端口EtherCAT从站控制器,因此并没有沿用GD32的命名。GDSCN832系列集成2个内部PHY和1个MII扩展接口,内置双通道集成Ethernet物理层设备,每个通道均提供全双工100BASE-TX收发器,支持100Mbps运行。

根据发布会内容,相较于竞品“3+4+4”的配置,GDSCN832系列的配置全面领先,达到了“8+8+8”——GDSCN832系列支持8个现场总线存储器管理单元(FMMU);GDSCN832系列支持8个同步管理器(Sync Manager Entities);GDSCN832系列配置高达8KB双端口内存(DPRAM)空间。同时,GDSCN832系列内部集成1.1V内核稳压器,支持单3.3 V电源工作;还支持1.8V-3.3V可变电压I/O。因而,GDSCN832系列兼具高性能和低功耗。

GD32H75E系列则是兆易创新推出的首款拥有德国倍福公司正式授权EtherCAT从站控制器的高性能MCU产品系列,内部集成GDSCN832系列芯片,实现与高性能MCU的完美融合,满足工业自动化市场如伺服电机控制、变频驱动、工业PLC、通讯模块以及人形机器人等多样化应用所需。

陈思伟表示,GDSCN832系列和GD32H75E系列同时推出,相当于兆易创新在EtherCAT接口芯片和集成EtherCAT接口芯片的高性能MCU方面都能够提供解决方案,相较于单一的EtherCAT接口芯片,兆易创新提供了更多的选择,让客户在实际应用中保持更高的设计灵活性。

满足工业场景的差异化应用

面向工业应用,GD32G5系列MCU是兼具高性能、高集成和高安全的选择。

在高性能方面,GD32G5系列基于Arm Cortex-M33高性能内核,主频高达216MHz。内置高级DSP硬件加速器和单精度浮点单元(FPU);集成了硬件三角函数加速器(TMU),支持10类函数计算;还集成了滤波算法(FAC)、快速傅里叶(FFT)等多类硬件加速单元,大幅提升处理效率。GD32G5系列MCU最高主频下的工作性能可达316 DMIPS,CoreMark测试取得了694分的出色表现。 同时,GD32G5系列配置有256KB到512KB嵌入式Flash,支持Flash双Bank功能;以及128KB SRAM,其中包含32KB紧耦合内存TCMRAM,实现关键指令与数据的零等待执行;还配备了高速缓存空间,高达2KB I-Cache及512B D-Cache,进一步提升内核处理性能。

在高集成方面,GD32G5系列支持4个12位ADC,采样速率高达5.3MSPS;支持4个12位DAC,其中2个采样率高达15MSPS;配备了16通道高精度定时器(HRTimer),精度可达145ps;配备了3个8通道高级定时器,2个32位通用定时器、5个16位通用定时器、2个16位基本定时器、1个低功耗定时器;还提供5个U(S)ART、4个I2C、3个SPI以及1个QSPI等接口资源。

在高安全方面,GD32G5系列内置多种安全功能,为通信过程提供了包括支持安全OTA、安全启动、安全调试、安全升级等在内的多重安全保护机制。

兆易创新CTO、MCU事业部总经理李宝魁表示,作为国内MCU市场的领导者,兆易创新的模式并不是单纯的Fabless,而是“虚拟IDM”,公司拥有专业的团队,和晶圆代工厂一起优化工艺,并提升产品品质和良率。GD32G5系列便是基于兆易创新和领先代工厂合作开发的40nm MCU工艺平台,在底层进行了很多优化,使得GD32G5系列不仅器件面积更小,且能够基于Arm Cortex-M33内核实现行业领先的216MHz高主频。特别需要指出的是,GD32G5系列能够在极端的135℃高结温下跑到216MHz主频,体现了产品性能和品质的领先性。

智能化是MCU发展的大趋势

对于MCU未来的发展,有很多较为明显的趋势,比如更高集成、更低功耗、更安全、更可靠等。当然,其中也包括智能化。

随着制造业智能化水平的不断提升,MCU也必然将朝着更高算力、更高智能的方向去发展,手段包括提升主频、提升核心性能、异构集成、提升内存容量等。目前,行业界有厂商选择将NPU集成到MCU里,或者采用支持Arm Helium威廉希尔官方网站 的Arm Cortex-M55内核和Arm Cortex-M85内核。

对此,李宝魁谈到,对于MCU各种AI智能化升级方向,兆易创新都会关注。AI算力是分级的,通用MCU加先进的AI算法就能提供低级别的AI基础算力。在兆易创新关注的工业领域,客户目前需要的AI算力其实并不高。以兆易创新推出的AI拉弧检测方案为例,就是用高性能MCU加先进的AI算法来解决客户的智能化应用问题。


不过,李宝魁也强调,“我们相信,将硬件AI加速集成到MCU中一定是未来发展的大趋势,兆易创新也在积极地布局。”

结语

统计数据显示,兆易创新是中国排名第一的MCU供应商,并在2022年跻身全球第七。不过,从目前全球市场占比来看,兆易创新的份额是1.8%,尚不足2%。因此,兆易创新将MCU业务视为关键的成长领域,工业MCU被列为重要的布局方向,随着新品和新威廉希尔官方网站 的不断推出,兆易创新GD32 MCU的市场竞争力正持续增强。

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