兆易創(chuàng)新MCU進(jìn)入RISC-V賽道，提供百貨商店式的豐富方案

　　王?瑩?（《電子產(chǎn)品世界》，北京?100036）

　　摘?要：2019年8月，兆易創(chuàng)新推出全球首個(gè)RISC-V內(nèi)核32位通用MCU——GD32VF103，面向主流型開(kāi)發(fā)需求，且與自己已有的Arm MCU——GD32F103對(duì)標(biāo)，二者可以自由切換。兆易創(chuàng)新為何要第一個(gè)吃螃蟹？作為國(guó)內(nèi)最大的通用32位MCU廠商，MCU戰(zhàn)略是什么？

　　關(guān)鍵詞：RISC-V；MCU；Arm

　　1 為何要做RISC-V MCU？

　　多年來(lái)，兆易創(chuàng)新堅(jiān)持的兩個(gè)原則是市場(chǎng)導(dǎo)向和客戶需求。

　　物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的多元化、差異化需求大，可能有很多場(chǎng)合需要RISC-V架構(gòu)。為了迎合這樣的市場(chǎng)需求，兆易創(chuàng)新第一個(gè)推出了RISC-V的MCU（微控制器），后續(xù)還會(huì)持續(xù)圍繞RISC-V來(lái)打造生態(tài)。

　　這樣，兆易創(chuàng)新不僅具備了Arm內(nèi)核MCU，還有RISC-V產(chǎn)品，相當(dāng)于有了兩個(gè)賽道，可以給客戶提供靈活多樣的解決方案。

　　2 哪類用戶對(duì)RISC-V的接受度會(huì)相對(duì)較高？

　　有幾大類的市場(chǎng)。傳統(tǒng)行業(yè)里的工業(yè)控制，需要工業(yè)級(jí)的MCU；消費(fèi)電子為了實(shí)現(xiàn)差異化，可能會(huì)需要不同的內(nèi)核。

　　新興領(lǐng)域中，IoT對(duì)于新內(nèi)核、新技術(shù)的接納程度會(huì)更高；另外邊緣計(jì)算和人工智能目前還沒(méi)有完美的終端方案，市面上通過(guò)多核、掛加速器、做異構(gòu)系統(tǒng)等方法實(shí)現(xiàn)，可謂五花八門(mén)，RISC-V提供了從內(nèi)核、指令集拓展方向?qū)崿F(xiàn)智能計(jì)算的新思路。

　　還有一些垂直的細(xì)分領(lǐng)域，包括要求國(guó)產(chǎn)化、自主可控的領(lǐng)域，或是金融領(lǐng)域。

　　由于此次發(fā)布的芯片是為切入主流應(yīng)用來(lái)做，所以它的適應(yīng)面很廣。從主流切入解決了從無(wú)到有的問(wèn)題，下一步再向上或向下擴(kuò)展，從而把RISC-V產(chǎn)品線做全。

　　3 RISC-V能否降低成本

　　RISC-V是開(kāi)源架構(gòu)的指令集，但開(kāi)源的僅僅是指令集架構(gòu)，具體做成MCU的內(nèi)核，還有很多工作要做，諸如配合系統(tǒng)總線，配合標(biāo)準(zhǔn)的外設(shè)通信接口，集成各種加速器等，這些和指令集架構(gòu)有關(guān)，但是關(guān)聯(lián)不大。

　　可見(jiàn)，終端產(chǎn)品的價(jià)格和內(nèi)核的關(guān)聯(lián)不太大，核心的關(guān)聯(lián)是產(chǎn)品的定位，例如可以用這個(gè)內(nèi)核做入門(mén)級(jí)的產(chǎn)品，也可以做幾角美元的中檔產(chǎn)品，也可以做出高性能/幾百兆赫茲的MCU，賣(mài)較高的價(jià)格。

　　實(shí)際上，RISC-V之所以引起業(yè)界的廣泛熱議，就在于它的開(kāi)放、靈活、精簡(jiǎn)、可配置和模塊化等優(yōu)勢(shì)?？梢?jiàn)，這種開(kāi)放性的生態(tài)是RISC-V真正的價(jià)值，給客戶提供了一種全新的模式做生態(tài)。

　　4 Arm和RISC-V產(chǎn)品線是否重疊

　　兆易創(chuàng)新的此次發(fā)布，是把RISC-V MCU切入到主流應(yīng)用。后續(xù)的計(jì)劃是兆易創(chuàng)新的每個(gè)Arm產(chǎn)品系列，都有對(duì)標(biāo)的RISC-V MCU。

　　“兆易創(chuàng)新要把RISC-V MCU做大做全。當(dāng)能夠提供一個(gè)完整平臺(tái)的時(shí)候，RISC-V的生態(tài)也成熟了，用戶群也成熟了，這條產(chǎn)品線就做起來(lái)了?！苯鸸庖环Q。

　　兆易創(chuàng)新的策略是做百貨商店，即通過(guò)各種靈活組裝的方式，可以為用戶提供差異化的解決方案。

　　既然有差異化，難免就有同質(zhì)化。甚至Arm內(nèi)核之間也會(huì)有重疊的部分，例如起初M3內(nèi)核的MCU可用于低成本，之后M4內(nèi)核的MCU也可以做低成本的產(chǎn)品，實(shí)際并不矛盾，因?yàn)槭袌?chǎng)的需求本來(lái)就是差異化的，如果客戶習(xí)慣用M3平臺(tái)，可以一直在M3平臺(tái)上做開(kāi)發(fā)；如果客戶想嘗試最新的Arm內(nèi)核，可以用M23平臺(tái)來(lái)開(kāi)發(fā)。兆易創(chuàng)新所能做的是向客戶提供多樣靈活的選擇。

　　從兆易創(chuàng)新的實(shí)際出貨來(lái)看，新產(chǎn)品受到很多好評(píng)和市場(chǎng)歡迎，出貨量很大；但是老產(chǎn)品并沒(méi)有因?yàn)樾庐a(chǎn)品的發(fā)布而出貨量減少，因?yàn)槭袌?chǎng)應(yīng)用會(huì)有慣性；另外客戶本身也有差異化的需求，需要低、中或高端產(chǎn)品，所以兆易創(chuàng)新能做的是滿足差異化需求。

　　RISC-V也是如此，與Arm MCU的同質(zhì)化肯定會(huì)有，但兆易創(chuàng)新更看重差異化，即產(chǎn)品的覆蓋面，要將覆蓋面補(bǔ)全。至于用戶究竟是選擇Arm還是RISC-V內(nèi)核，相信用戶有他們自己的判斷。

　　5 Arm和RISC-V產(chǎn)品的兼容性

　　兆易創(chuàng)新的Arm產(chǎn)品線已經(jīng)有300多個(gè)型號(hào)，還在不斷完善。在RISC-V領(lǐng)域，兆易創(chuàng)新也想能夠做得完善，目標(biāo)是爭(zhēng)取有Arm MCU的地方就會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的RISC-V的MCU，用戶可以在二者之間靈活切換。

　　例如，此次發(fā)布的VF103系列就可以和相關(guān)的F103產(chǎn)品自由切換，切換的速度非常快，此次發(fā)布會(huì)已有一些合作廠商展示了解決方案，包括智能小車(chē)、微型打印機(jī)、空氣凈化器等。同理，如果是基于RISC-V開(kāi)發(fā)的，也可以很方便地移植到Arm平臺(tái)。

　　那么移植的難點(diǎn)在哪里呢？只要注意3個(gè)細(xì)節(jié)的不同：內(nèi)核、中斷機(jī)制和調(diào)試接口，原有的代碼、程序就可以很方便地從Arm移植到RISC-V的MCU，因?yàn)檎滓讋?chuàng)新芯片的底層已保證了完整的兼容性，而且封裝、算法和接口控制等都是兼容的，這就是兆易創(chuàng)新打造的“快速通道”的概念。

　　工藝上，為了和Arm類似產(chǎn)品對(duì)標(biāo)，二者工藝是一致的，即此次發(fā)布的VF103和原有的Arm MCU——F103都用的是110 nm。

　　在技術(shù)支持方面，RISC-V和Arm MCU也是同一技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。因?yàn)殡m然是不同的內(nèi)核，但是已經(jīng)做到完整的兼容性。

　　6 如何打造RISC-V MCU生態(tài)

　　RISC-V能夠快速發(fā)展，來(lái)源于其本身比較靈活和開(kāi)放的生態(tài)。如果眾人一起來(lái)打造這個(gè)生態(tài)，它的成熟度和時(shí)間就會(huì)相對(duì)快一些。兆易創(chuàng)新在此能做的是提供硬件的平臺(tái)，并且圍繞著上下游，來(lái)牽頭完善生態(tài)，包括芯片、軟件、工具、解決方案、學(xué)校/科研機(jī)構(gòu)等。

　　當(dāng)然不可避免地，RISC-V也面臨著碎片化的問(wèn)題——大家都來(lái)做，這個(gè)生態(tài)最后會(huì)變成什么樣？所以兆易創(chuàng)新也加入各種聯(lián)盟/組織，以有效地整合資源，形成一定的氣候，并且希望能夠在生態(tài)建設(shè)過(guò)程中有一個(gè)盡量規(guī)范化的發(fā)展，避免RISC-V生態(tài)過(guò)度碎片化的問(wèn)題。這也是目前RISC-V界都在面對(duì)、需要解決的方面。

　　7 通用vs專用

　　為什么RISC-V技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于某些專用芯片了，而通用芯片（例如兆易此次發(fā)布的通用RISC-V MCU）還不多見(jiàn)?實(shí)際上，專用芯片針對(duì)某些特定的市場(chǎng)可以有一定的出貨量，但是對(duì)于整個(gè)RISC-V技術(shù)的普及推廣是不夠的。兆易創(chuàng)新此次發(fā)布通用性MCU，其中一個(gè)方面可以推動(dòng)RISC-V技術(shù)的普及發(fā)展。

　　另一方面，對(duì)于某些細(xì)分市場(chǎng)，下一步兆易創(chuàng)新也會(huì)推出專用產(chǎn)品，例如低功耗或低價(jià)格的產(chǎn)品系列。

　　所以兆易創(chuàng)新立足于把通用市場(chǎng)先做好，如果再往下切入是非常方便的——只要針對(duì)某個(gè)市場(chǎng)的特定需求，直接把功能進(jìn)行組合，做SoC是較為容易的。但是如果從特別窄的范圍跨到通用領(lǐng)域，難度會(huì)較大，也許做一兩顆還行，但如果做更多種型號(hào)、整條產(chǎn)品線，還要保證十年供貨，進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證等，專用芯片廠商做擴(kuò)展的挑戰(zhàn)較大。

　　所以站在產(chǎn)業(yè)的角度看，兆易創(chuàng)新先用通用產(chǎn)品去做覆蓋，去培養(yǎng)研發(fā)的生態(tài)。如果需要具體覆蓋某些細(xì)分領(lǐng)域，包括現(xiàn)在的人工智能需要人工智能加速器，把加速器放進(jìn)去即可，這樣非常靈活。

　　8 兩種內(nèi)核可否集成到一個(gè)芯片中

　　百貨商店里有各種形式的產(chǎn)品。由于可以靈活組合，完全有可能把Arm內(nèi)核和RISC-V內(nèi)核放在一起，只要有這樣的市場(chǎng)需求。

　　異構(gòu)也是一種趨勢(shì)，現(xiàn)在有很多國(guó)外廠商已經(jīng)推出異構(gòu)的產(chǎn)品，但是異構(gòu)的都是同一公司的內(nèi)核，例如Arm不同內(nèi)核的異構(gòu)。兆易創(chuàng)新也可以做跨不同內(nèi)核的異構(gòu)，諸如有關(guān)安全的功能可以放在RISC-V里，用RISC-V生態(tài)，其他周邊的控制可以用Arm內(nèi)核，且二者是兼容的。

　　9 VF103的研發(fā)周期有多長(zhǎng)

　　兆易創(chuàng)新已經(jīng)提早布局了，而且本身經(jīng)驗(yàn)也很豐富了，加上有各種成熟的通信模塊，所以研發(fā)時(shí)間并不是很長(zhǎng)。

　　未來(lái)，如果有一些客戶需要定制化的產(chǎn)品，兆易創(chuàng)新也可以以最快的速度給客戶提供定制化的產(chǎn)品。

　　本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第10期第15頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。