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高端国产MCU诞生?芯旺微电子推出首款基于 KungFu 内核架构的MCU

木马童年 2020-4-28 16:30 514 0

与非网 12 月 23 日讯,日前,在深圳国际电子展上,芯旺微电子推出首款基于 KungFu(功夫)内核架构的 32 位 MCU,将高端芯片国产化关注度推向新的高度。 据悉,本次芯旺微电子历经 6 年研发攻关,共推出 KF32F、KF32A ...

与非网 12 月 23 日讯,日前,在深圳国际电子展上,芯旺微电子推出首款基于 KungFu(功夫)内核架构的 32 位 MCU,将高端芯片国产化关注度推向新的高度。

据悉,本次芯旺微电子历经 6 年研发攻关,共推出 KF32F、KF32A、KF32L、KF32LS 四个系列多款芯片产品。KungFu 内核在 32 位 MCU 的成功应用正在加速推动中国 KungFu 架构产业化发展。虽然现在 Arm 指令集仍是中国市场最主流的指令集架构,但受环境影响,KungFu 架构将越来越受到中国用户的重视。与 Arm 指令集授权方式不同,相较而言,KungFu 比 Arm 更能满足“自主可控”的需求。

KungFu32 基于 16 位 /32 位混合指令的高效指令集,采用单周期 32X32 MAC 单元、单周期 16 X 16 的双 MAC 单元、最多支持 8 个 64 位 ACC 累加操作、32÷32 硬件除法器,支持定点小数 MAC 操作、32 位桶形移位器、DSP 运算指令支持音频 / 视频单指令多数据操作、支持 DO 循环指令,实现自动循环程序,减少指令开销,提高指令执行效率。

集高可靠低功耗之大成 专注汽车、工业、AIOT 领域

定位于汽车级、工业级 MCU 市场的上海芯旺微电子经历了数年的发展,多代产品的迭代,现已成为通用市场不可或缺的重要组成部分。今年下半年,芯旺微电子公布已自主研发出 17 颗适用于汽车市场所需的高可靠性、高安全性的车规级 MCU—KF8A 系列产品,并已在汽车市场应用多年,这意味车规级 MCU 被国外巨头垄断的格局被打破。

坐稳 8 位 MCU 市场后,芯旺微电子将目光投向了挑战更高的 32 位 MCU 市场。展会上,公司首次亮相的 32 位 MCU 包含车规级 KF32A 系列 MCU、KF32F 系列高可靠高性能工业级 MCU、KF32L 系列高可靠低功耗 AIoT MCU、KF32LS 系列超低功耗单组电源型 MCU,分别定位于汽车电子、工业控制、AIoT 三大方向。

目前市面上的 32 位 MCU 产品,针对不同的应用或者主打高性能、高可靠性,或者主打低功耗,尚无一款能兼顾三方面需求的产品。而 KF32 系列在保证和提升高可靠性能的同时,进一步实现了在低功耗、高可靠、高性能三方面的极致均衡,补齐了这三者都兼容的短板,树立了低功耗高性能高可靠 32 位 MCU 新标杆。

具体来看,KF32A 是芯旺为汽车电子领域用户重磅打造的 32 位车规级 MCU 系列产品,聚焦汽车整车芯片应用市场解决方案,可全方位应用于车身控制、新能源与 BMS、仪表辅助、车载空调、门窗控制、雨刷控制、车联网及倒车雷达等 KF32A 系列着重在可靠性和安全性方面进行了优化,温度等级达到车规级 Grade1,满足 -40℃~125℃工作温度范围,ESD 可以达到 8KV(HBM),EFT 可以达到 4.2KV,同时赋予 AES128 加密 /CYC32 校验,可满足汽车行业客户对 MCU 严苛的要求。

KF32F 系列是为工业领域用户重磅打造的 32 位工业级 MCU 系列产品,可广泛应用于电机、伺服、电源和逆变等领域,着重强调高性能、高可靠。高达 512KB Flash,120M/150DMIPS,抗干扰方面 ESD 同样可以达到 8KV(HBM),EFT 可以达到 4.2KV。在工业 4.0 兴起的今天,提高能效的需求对 MCU 的性能变得越来越高,同时还需改进安全性和可靠性,另一方面,提高能效也意味着要减少功耗。可以说,在性能、可靠性和功耗表现方面,KF32F 都能很好地满足工业客户的需求。

芯旺微电子不仅在汽车、工业级领域获得了稳定的市场份额,针对规模庞大 AIoT 也推出了超低功耗的 KF32L 和 KF32LS 系列。对于这些应用,功耗和续航时间直接关系到产品的可行性,对 MCU 功耗提出了非常苛刻的要求。KF32L 解决 AIoT 对高端芯片高性能、低功耗的需求,加速 32 位 MCU 技术在应用端的落地实施,可在互联终端设备底层的传感、信息处理、连接和驱动层面提供用户多样化的选择产品;KF32LS 则是超低功耗单组电源型 MCU,可全方位应用于智能家居、仪表控制、可穿戴设备、语音识别和指纹识别等对需要超长待机时间的领域。

在 32 位 MCU 成为主流的今天,承载着汽车、工业、物联网等应用的大脑控制和连接的百万亿市场,无论是对性能、可靠性、安全性要求极高的汽车、工业市场,还是对功耗、成本敏感的家电、物联网市场,芯旺微电子的 KF32 系列都可覆盖满足行业和客户的多样化需求。

KF32 系列在低功耗方面实现了动态功耗仅有 60uA/MHz,在 Shutdown 模式下功耗仅有 0.2uA;在性能方面,高达 120M/150DMIPS;在可靠性方面,在先进工艺制程下,ESD 可以达到 8KV(HBM),EFT 可以达到 4.2KV;高 I/O 利用率也是新产品的一大亮点,100PIN@97 个 I/O,48PIN@45 个 I/O,平均 I/O 占用率高达 95% 。此外还拥有高集成度的外设资源,除了常规的功能外设之外,还提供了一些特别外设,例如 LPUART、LPCAN、LPTIMER、LPTouch、CFGL(可编程逻辑门单元)等。

KF32 系列在保证和提升高可靠性能的同时,进一步实现了在低功耗、高可靠、高性能三方面的极致均衡,补齐了这三者都兼容的短板,树立了低功耗高性能高可靠 32 位 MCU 新标杆。

秉承“坚守品质持续创新”理念打造出来的 KungFu 系列产品迅速获得了市场的正面反馈。在展会同期举办的“硬核中国芯”评选活动中,芯旺微凭借在汽车、工业领域突出的开拓性创新贡献和优异的成绩,从 127 家 IC 企业中脱颖而出,经 40 余位专家和 20 万电子工程师共同投票,一举摘获“2019 年度最具创新精神 IC 设计企业奖”和“2019 年度最佳国产 MCU 奖”两项大奖,这既是芯旺微电子自身过硬的创新研发能力及企业实力的体现,也是行业与客户对芯旺微专注提供差异化产品服务的高度认可、信任与肯定。

“未来十年,将会是国内芯片的黄金十年,也将会是国内芯片公司竞争最为激烈的十年。”芯旺微电子董事长丁晓兵表示,芯旺微将坚持在核心技术和产品研发上加大投入,铸就差异化创新之路,满足行业多样化需求,积极应对即将面临的机遇和挑战。芯旺微在中国创“芯”的当下,将一直勇立潮头,用坚守和创新来为“中国智造”保驾护航。

全自主 IP 的 KungFu 架构引发行业关注

芯旺微电子经历了近十年的发展,产品不断迭代升级,自公司创始之初就决定研发和使用全自主的内核架构。基于 KungFu 内核架构设计的 MCU 凭借优异的系统性能和高可靠性,已成功应用于全球多家世界五百强和国内知名企业,累计出货超过 6 亿颗。

其中 8 位 MCU 采用的是 KungFu8 内核,32 位 MCU 采用基于专利的 32 位 KungFu32 自主内核,KungFu32 基于 16 位 /32 位混合指令的高效指令集,采用单周期 32X32 MAC 单元、单周期 16 X 16 的双 MAC 单元、最多支持 8 个 64 位 ACC 累加操作、32÷32 硬件除法器、支持定点小数 MAC 操作、32 位桶形移位器、DSP 运算指令支持音频 / 视频单指令多数据操作、支持 DO 循环指令,实现自动循环程序,减少指令开销,提高指令执行效率。

此外,芯旺微还提供自主研发的开发工具,包括自主汇编编译器、高效 GCC 编译器、调试器、基于多项目管理的 Eclipse 平台 IDE、针对不同应用场合的各型编程器,真正意义上实现了从芯片到工具链的全自主。

在同期举办的“硬核中国芯领袖峰会”现场,芯旺微电子丁晓兵发表了《贸易摩擦下,32 位高端 MCU 差异化崛起之路》主题演讲,并在会上指出,中国亟需扭转芯片进口额居高不下的局面,而使用自主可控的内核架构,可以从根本上解决这一大难题。KungFu 内核经历了近十年的发展,在器件抗干扰性能、产品批量一致性、宽工作温度范围等方面均积累了丰富的经验。

不仅如此,使用自主内核架构还有一个好处是定义产品时能定义一些其他架构没有的特色功能,例如外设资源、通信接口等等,更容易实现差异化创新,能更好地满足客户的一些特殊需求。”

电子展 芯片 低功耗 安全性 工业控制 解决方案
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