灵动微杀入高性能MCU领域！推出采用安谋科技“星辰”内核的MM32F5系列！

FPGA开发圈 2022-04-26 12:03

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4月12日，本土MCU厂商上海灵动微电子股份有限公司（以下简称“灵动微电子”）联合安谋科技高调宣布进入高性能MCU领域，正式发布搭载安谋科技的“星辰”STAR-MC1处理器的MM32F5系列MCU ，据灵动微市场总监王维介绍，该MCU采用Armv8-M Mainline架构，集成DSP和FPU ，性能高达4.02CoreMark/MHz!

王维表示MM32F5系列是灵动在高性能MCU上的一个探索，也为其未来整个高性能MCU平台发展起到助力作用。灵动微希望据此系列杀入高端工业互联网应用。

灵动微市场总监王维

“大家都知道，ST的Cortex-M3从是2007年夏天推出，到现在已经差不多15年了，而NXP也是在2008年左右推出Cortex-M3、M4的MCU，我们今天推出的高性能系列，是对以前M3M4内核MCU的一个升级，我们在同样的主频前提下对MCU的能效升级，能适应目前更多的需求。”王维指出，“目前，ST和NXP也有更高性能的产品系列，例如主频超过500MHz或者更高的产品，它们的架构和总线有新的设计，已经是MPU的层面，通过增加DSP它们也可以做一些人工智能的处理，我们对这些产品还在关注，考虑是否增加DSP架构，因为安谋科技有针对机器学习的周易平台，我们还在协商未来的架构。我们的高性能系列会支持本土的操作系统，例如鸿蒙系统、阿里OS或者是RT-Thread等等。当然也支持一些海外的Free RTOS。”

王维进一步分析说近年来，人工智能、物联网、工业自动化领域市场发展飞速，特别是安防、民生和智能家居等行业发展迅速，其年增长率超1500%；在疫情后，非接触的人机交互设备以及对于语音和视觉的技术需求增长也越来越快；在过去的三年内，据一些数据统计，国内工业企业的增长率已超过200%，包括常见的工业自动化升级改造。现在国内的工业企业不单是为了满足国内的需要，更占据不少海外的市场份额。

“但我们也看到一个非常大的问题，就是虽然过去一两年整个国产MCU市占率比三年五年前提高了很多，但在高性能MCU领域，本土市占率还是很低的，甚至低于处理器行业国产化率占比，主要原因是在处理器领域，整个架构和生态相对来比较完整，但在MCU领域，架构分散，生态碎片化、算法优化难易程度不同，所以目前高性能MCU领域还是以欧美厂商产品为主，所以灵动微电子经过严谨的评估后选用了安谋科技Armv8-M Mainline架构的“星辰”STAR-MC1内核来开发高性能MM32F5系列MCU产品。”王维强调。

为何选用安谋科技星辰STAR-MC1处理器内核？

安谋科技CPU产品总监陈江杉指出从上图可以看出，实际上，ARM Cortex-M3,M4内核都是基于ArmV7架构，而安谋科技的“星辰”STAR-MC1内核则是基于Armv8-M Mainline架构，这两者在架构上是不同的。

据介绍，相对于Arm Cortex-M4，在同等工艺和功耗前提下“星辰”STAR-MC1内核有约20%的性能提升，Cortex-M4的MIPS是1.15DMIPS/MHz，“星辰”STAR-MC1内核能做到1.5 DMIPS/MHz & 4.02 Coremark/MHz；

此外，“星辰”STAR-MC1处理器搭载了接近Cortex-M7的内存系统总线结构，并且具备v8M独有的可定制指令接口，可以灵活地去定制用户特定指令，以提升系统效率。同时，客户也可以用这套机制去做一些差异化，来保证自己的知识产权；

还有，“星辰”STAR-MC1处理器的生态系统不仅有Arm自家的DS和Keil MDK工具，也包含第三方的IAR、SEGGER、Lauterbach等一些工具链。“星辰”STAR-MC1处理器在各类第三方编译器、操作系统、仿真器也受广泛支持，便于工程师在开发设计时快速上手。

“‘总结一下就是星辰’STAR-MC1处理器着重解决了三个问题，第一个是安全，信息安全trust zone这个技术可以提升整个系统级别的这个安全处理能力，提供更全面的一个内存保护的机制。其次是高效计算，“星辰”处理器的设计目标是一个性能功耗均衡的配置，相对于M4，它会有大概20%的性能提升。第三是灵活的扩展接口。”他强调。“此外，我要强调，我们内部请法务专家做了评估，这个“星辰”处理器美国所占技术比例不到10%，所以可以满足本土厂商的需求。”

他表示目前“星辰”处理器产品和生态日益完善，已经有超过70个授权，有60多个Design-IN，截止2021年年底整体出货超过一亿颗！

此外他表示“星辰”处理器也是面向全球提供，其在信息安全等级上较高，已经被中国客户广泛接受，希望可以广泛应用到嵌入式领域。

灵动的MCU布局与MM32F5系列介绍

王维表示近两年来，随着MCU需求暴涨，全球MCU产能紧张，为了稳定供货提升产能，灵动微从去年11月开始，率先将MCU从8寸晶圆向12寸晶圆迁移，另外就是从11月开始，保持每月发布一款新产品的速度。去年年底灵动微已经发布了针对汽车、电机应用的产品系列，这次是新内核新架构，五月灵动微还有新品发布！

本次灵动微发布了高性能MM32F5系列平台中，它有三个系列的规划布局：

MM32F52系列，120MHz“星辰”处理器，主流升级、MM32F53系列，150MHz“星辰”处理器，产能扩充、MM32F55系列，200MHz“星辰”处理器，应用拓展。

这三个系列构成了灵动在今后高性能平台上的主线，面向日益智能化的嵌入式系统需要。

王维表示灵动微的F5系列采用了专用的内存子系统以及高并发总线设计。

“在我们芯片的整个外设设计、模块设计上面，可以帮助拓展到更多新型应用。”他强调，“我们的研发团队还独创了一些专业模块，例如在这个F5系列里面，我们首次加入了MindSwhich这样一个专门模块，这个模块其实可以在任意的外设和GPIO之间实现独立互联，客户可以通过这个独立互联结合我们多路组合逻辑处理单元，在不需要CPU干预的情况下面可以完成更多操作处理。”

他表示灵动将会在本季度双首发两款MM32F52系列产品，分别是MM32F5270和MM32F5280，其主要差别是存储容量及部分外设配置，对于内核、高级通信接口等功能两款产品是一致的。

MM32F5系列配套软硬件平台

据介绍，作为灵动的一款全新的高性能MCU系列，灵动同步发布配套的新的软硬件平台。在开放评估板上，灵动推出了面向MM32F系列的Plus Board，为用户提供更全面的评估开发体验。主要的接口功能都能在一块开发板上进行评估，如以太网、USB、FlexCAN、SD卡、选配的LCD彩屏显示、舵机接口、传感器模块等。

在软件上，灵动新推出MindSDK开发套件，包含驱动程序、功能组件、样例工程及演示工具等。从整个MindSDK组成来说，除了提供相应的兼容CMSIS-Core和CMSIS-DSP的架构外，还会提供专门的基于HAL或是基于操作系统层面的软件驱动，以及对应的样例工程和丰富的集成化参考设计。在软件的驱动程序案例库里，除了基本的调用，还会针对中断方式或者DMA等方式来提供样例。随着智能化的需求增多，电子系统的设计日益复杂化，软件的功能和复杂程度将会越来越大，灵动新推出的MindSDK开发套件可以解决这些问题，满足高性能系统的开发需求。