2023年11月23日，第102届中国电子展MCU生态大会暨MCU创新先锋奖颁奖典礼于上海圆满落幕，本届大会以“创新强基，应用强链”为主题，汇集半导体全产业链的领军者，为推动中国芯高质量发展贡献顶尖的思想和智慧。

在本次颁奖典礼上，深圳市航顺芯片技术研发有限公司从数百家企业中脱颖而出，一举斩获“2023年度MCU创新先锋奖”。

航顺芯片成立十年来，我们一直在创新的道路上不断前行。我们始终坚持“车规级SoC+高端32位MCU双战略”，以自主研发创新为核心，以满足客户需求为导向，不断提升我们的产品和服务。我们深知，只有不断创新，才能在这个日新月异的时代中立于不败之地。

技术创新的成功离不开严格的质量管理，特别是随着汽车电气化和智能化的发展，汽车的安全性愈发重要。新技术发展引入了更多的电子控制系统和传感器，这也意味着更多系统故障风险。

航顺芯片不仅顺利获得ISO 26262:2018汽车功能安全最高等级ASIL D流程认证证书，同时，已量产的车规SoC产品HK32AUTO39A和HK32A04A，正式通过了汽车电子产品严苛的AEC-Q100 Grade 1可靠性认证,并成功进入车规级微控制器市场，在东南、东风、中兴、金康、柳汽等车厂部分车型的车身域和座舱域广泛应用。

航顺芯片通过汽车功能安全ISO26262 ASIL-D最高等级认证

航顺芯片凭借深厚的技术创新积累，结合工业和汽车行业的发展深度挖掘行业和客户需求，规划了未来产品方向——覆盖车身、网关、智能座舱、人工智能和自动驾驶等高阶控制。

航顺芯片将会加大人才和研发投入，突破技术难点，提升CPU的算力，提供符合应用场景的关键芯片功能模块，并保证整个系统达到最高的功能安全等级和符合国际及国内标准的信息安全。

随着全球IoT市场终端节点连接数持续暴增，诸多创新产品和方案不断涌现，比如今年掀起的AI热，便为IoT设备的智能化浪潮再度点燃了一把火。不过万物互联的核心始终是物联网络，端侧AI尤其是GenAI的落地还有很长的一段路要走，反而是借助云端算力实现的智能化更能先一步满足用户的需求，通过IoT网络接入云端网络因此成为首选方案。更快、更便捷的入网组网方式，依然是IoT产品长久的追求，尤其是摆脱线材束缚的无线IoT网络。

Wi-Fi、蓝牙仍是物联网连接数主力增长点

作为无线通信网络核心组件的通信芯片，无线MCU起到了推动物联网连接数增长的关键作用，诸如5G、Wi-Fi、蓝牙和UWB芯片等，也都在各自适用的领域不断推陈出新。以Wi-Fi为例，Wi-Fi 6已经逐渐替代Wi-Fi 4成为主流。根据Wi-Fi联盟2022年公开的数据，其市场份额在面世三年后就超过了50%，其主要应用分布在智能家居/家电、工业控制等有线电源供电的设备上；蓝牙BLE协议升级至5.2、5.3版本，常用于电池供电的设备上，诸如可穿戴设备等。相比仅支持单一无线技术的无线MCU，基于通用标准的多协议栈无线MCU更受市场青睐。

根据Mordor Intelligence 预计，全球智能家居市场预计将从 2021年的791.3亿美元增长至 2027 年的 3139.5 亿美元，维持25.3%的年复合增长率。全球可穿戴市场规模更是将从2023年的1864.8亿美元增长至2028年的4194.4亿美元，维持17.6%的年复合增长率。推动这两大市场实现可观增长的因素包括互联网用户的数量增加、智能设备的普及以及全新无线通信技术的兴起等。

从IDC预测的数据来看，2022年中国物联网连接数规模已达56亿个，预计2026年将增加至102.5亿个，年复合增长率高达18%。从已统计的连接方式的占比来看，排名最靠前的是固网和Wi-Fi、蜂窝网络以及低功耗连接。其中Wi-Fi在智能家居、工厂等稳定环境持续发挥主要连接能力，蓝牙之类的低功耗连接则依靠可穿戴设备上继续大量出货，IDC预计智能家居加可穿戴设备的物联网连接数将于2026年达到59.8亿个。正因为IoT设备上量迅速，借助单一无线前端模块的方式需要更多的开发成本，无线MCU就成了IoT设备快速部署无线连接的首选。

RISC-V核心成为无线MCU新宠

根据Precedence Research统计，32位MCU贡献了2022年主要的MCU市场份额，占比高达41%，预计未来十年以11.7%的年复合增长率继续扩张。至于在内核的选择上，除了传统的Arm核心和自研核心，基于RISC-V架构打造的产品也以迅雷不及掩耳之势席卷了无线MCU市场。

以兆易创新为例，作为国内32位MCU产品的领军厂商，兆易创新旗下产品以基于ARM Cortex-M系列内核的MCU为主。但早在2019年，兆易创新就实现了全球首家推出并量产基于RISC-V内核32位通用MCU产品GD32VF103系列。GD32V作为兆易创新旗下的RISC-V MCU产品线，首发产品GD32VF103凭借先进的处理器微架构，在提供高性能的同时兼具低功耗，并且能够跟已有的GD32 Arm内核MCU兼容，令跨内核的移植体验更加自如，引起了业界的广泛兴趣，典型应用于工业控制、传感器网络、智能硬件等市场。

面对客户日益增长的无线连接需求，兆易创新持续布局GD32W系列无线MCU产品线。2021年以首发产品GD32W515系列正式进军无线IoT市场。2023年10月，兆易创新融合了RISC-V和射频领域积累的设计经验，推出了GD32VW553这一支持Wi-Fi 6和蓝牙5.2的无线双模MCU。

GD32VW553可以发挥开源架构的灵活设计和成本优势，其RISC-V内核性能对标Arm Cortex-M4，主频高达160MHz。还集成了高级DSP硬件加速器、双精度浮点单元FPU与指令扩展接口等资源。搭配高达4MB Flash和320KB SRAM，GD32VW553能为复杂的AIoT应用提供计算性能和开发自由度。

在射频设计上，GD32VW553集成了2.4GHz的Wi-Fi 6射频模块，采用IEEE 802.11ax标准并向下兼容IEEE 802.11b/g/n标准，支持OFDMA和MU-MIMO等Wi-Fi特性。GD32VW553的Wi-Fi 6传输数据率相比Wi-Fi 4提高了60%，即便是在高密度的设备接入下也能实现高效率低延迟的通信。蓝牙方面，GD32VW553片上还集成了BLE 5.2射频模块辅助配网，不仅支持2Mbps的高速数据模式，也兼容125K/500Kbps多种速率，辅助轻松建立起局域网络连接。

GD32VW553在维持优异射频性能和高处理性能的同时，依旧保证了芯片的低功耗。这都得益于出色的微架构设计，实现了极佳的能效比。不仅如此，GD32VW553还能够灵活地调度设备休眠和唤醒时间，针对电池续航且需要长续航的IoT设备和智能硬件而言，有效提高了节能效率。

1、开启智慧家电下一轮升级

对于已经开始换代升级进程的智慧家电来说，除了需要优异的射频性能外，也需要具备一定的边缘处理性能，比如冰箱、洗衣机和空调等大型白电。过去的白电只需要实现简单的无线收发，所以简单的8位MCU即可满足设计需求。

面对日益复杂的通信协议、实时交互性和大数据量的落地场景，比如Wi-Fi与蓝牙双模无线通信，往往就会用到性能较高的32位无线MCU。基于持续优化的处理器微架构，GD32VW553提供了动态分支预测、指令预取缓冲区和I-Cache等特性。

通过4MB Flash、320KB SRAM以及32KB可配置I-Cache，GD32VW553的CPU处理效率得到了大幅提升。更重要的是，不少白电选择了无线与有线结合的设计，在支持远程遥控的同时，也支持有线控制，比如空调控制面板和物理按键等。GD32VW553配置了丰富的通用有线借口，包含3个U(S)ART、2个I2C、1个SPI和1个四线制QSPI，以及多达29个可编程GPIO管脚，足以满足白电产品的有线接入设计需求。

在保证智慧家电产品功能丰富兼备优异连接性的同时，如何降低产品的待机功耗以及工作功耗也是设计中必须关注的问题。低功耗正是GD32VW553设计之初最注重的问题之一，其电源管理单元提供了六种省电模式，包括睡眠模式、深度睡眠模式、待机模式、SRAM睡眠模式、Wi-Fi睡眠模式和BLE睡眠模式，应用开发者可以灵活配置省电模式，从而显著降低电源能耗。

2、智能家居所需的双模射频性能

对于任何局域无线通信技术而言，智能家居都是极具挑战的复杂场景之一。如今单个家庭拥有的智能设备数量急剧增加，且这些设备往往都具备一定的无线通信能力。与此同时，支持Wi-Fi+蓝牙的双模芯片正在逐渐普及，其不仅赋予了终端产品实现无线连接的灵活性，也优化了终端产品的配网体验。尤其是在智能家居领域。用户通过智能手机与设备蓝牙互联，就能实现Wi-Fi配网，为智能终端省去了交互面板，有助于实现设备的小型化和无感化连接。

Wi-Fi+蓝牙双模的设计也为智能家居设备提供无线连接的稳定性，尤其是在智能家居上云成为趋势的当下。即便智能家居云端服务器出现问题、家庭网络断开或Wi-Fi断联的情况下，用户依然可以通过蓝牙连接控制设备。

由于Wi-Fi与蓝牙多数情况都工作在2.4GHz频段，在设备数量众多的情况下很容易产生信号干扰，也对无线MCU的射频性能和抗干扰能力提出了更大的挑战。因此，兆易创新为GD32VW553加入了支持数据传输仲裁（PTA）机制来实现Wi-Fi与蓝牙的无线共存，这样就大幅降低了Wi-Fi与蓝牙产生的同频干扰，同时确保两种无线信号的接受稳定性。

从根据蓝牙SIG的数据库来看，GD32VW553已经完成了BLE 5.3的认证。除了对Wi-Fi和蓝牙的支持外，GD32VW553也加入了对Matter的支持，进一步提升智能家居系统的兼容性和互操作性。

随着各大智能家居设备、平台厂商以及智能手机厂商的跟进，今年可以说是Matter设备开始腾飞的一年。根据ABI Research的预测，到2030年，Matter设备的出货量将达到55亿台。在行业趋势下，智能家居设备OEM纷纷开启了新一轮的产品迭代，无线MCU对Matter的支持可以有效缩短Matter产品的开发周期。

为此，GD32VW553也符合国际组织连接标准联盟（CSA）开发的Matter over Wi-Fi应用标准，基于GD32VW553打造的Matter设备可以做到无缝互联。不仅如此，随着Matter规范更新至1.2版本，支持的设备也已经扩展到了空调、冰箱、洗碗机、洗衣机等白电，未来随着协议的继续更新，必将覆盖所有智能家居设备。

3、追求安全可靠性的工业IoT

随着工业4.0的发展，工业AIoT、工业数字孪生等新型应用场景也都逐渐浮现出来，这些应用往往都需要更快更稳定的网络传输。与此同时，为了补全传统设备与工业基础设施与机器学习、边缘计算等新技术的差异，连接技术的革新首当其冲。无线设备在工业场景中的数量也在逐年倍增，智能全无线已经成了不少新落成工厂的目标。根据HMS统计，2023年工业网络市场增长最快的就是无线网络，年增长率高达到22%，占比最高的正是WLAN和蓝牙。

而工业场景新增的IoT连接终端，也不再全是电源供电的固定设备。在诸如工业相机、AGV、手持终端等移动设备上，工业无线网络的稳定性、安全性才是重中之重。

在GD32VW553支持的多种附加功能中，就具备高动态范围自动增益控制（AGC），根据信号大小来自动调整增益，从而为工业场景中不同的无线信号传输负载增强信号质量。如此一来无论是AGV的控制信号，还是手持终端的识别信号，都能保证以最大动态范围传输。

由于无线传输的广播特性，窃听攻击和干扰相较其他通信方式而言更容易实现。在工业OT与IT网络的当下，一旦终端出现漏洞，整个云管理平台下的所有设备都会暴露在攻击面下。为此，工业无线通信芯片必须从物理和协议层面都杜绝攻击的发生。

得益于对Wi-Fi 6的支持，GD32VW553可以充分利用针对个人和企业网络的WPA3加密技术，对工业Wi-Fi网络的访问做到完备的保护。其次，GD32VW553也支持DES、三重DES、AES和哈希算法的硬件加解密，也可通过集成的公钥加密处理器（PKCAU）完成公钥加解密。针对运行环境更加复杂且需要安全可靠性的工业场景，比如高温环境下的工业照明和插座面板等，兆易创新也提供了GD32VW553的宽温型号（-40℃~105℃）供客户选择。

4、无线模组厂商的跟进

对于无线芯片厂商来说，无线模组生态的构建同样非常重要。无线模组将无线芯片、天线、处理器、存储器和接口等部件集成在同一个小型设备内，可以方便地直接嵌入到各种系统或设备中，从而实现产品的无线连接。

自兆易创新推出Wi-Fi MCU不久后，国内模组厂商已经迅速跟进，诸如欧智通、威尔健、微喇智能等厂商均发布了基于兆易创新无线MCU的无线模组产品。此次发布的GD32VW553也不例外，微喇智能使用该MCU设计的Wi-Fi 6+BLE 5.2双模无线模组WKV553-A已经迅速上架。

该模组以GD32VW553HMQ7作为主控，在尽可能节省产品PCB空间的同时，兼具了GD32VW553各种优势特性，将芯片所有可用IO拉出，充分保证了MCU发挥全部处理性能，也保证了射频信号的最优。

无线模组可用于各种物联网设备和嵌入式系统中，比如智能家居产品、智慧城市解决方案、智能工业设备和汽车电子等。在高速率和低延时的射频性能下，该Wi-Fi+BLE无线模组可用于传输传感器数据，实现实时监测和数据采集。凭借小型化、低功耗和高集成度的优势，有效降低了物联网设备的开发难度，推动了智能网联技术的发展。

GD32VW553作为兆易创新在RISC-V和无线IoT两大领域深厚技术积累的结晶，凭借出色的边缘处理和连接特性，在12月量产供货后，势必会给IoT市场带来一个新的低开发预算选择。在IoT产品迅速迭代落地的当下，借助双模无线芯片缩短开发周期，实现最快的TTM速度，也会给设备厂商带来额外的竞争优势。

前几天华为全屋智能5.0发布会上，多家品牌助力智能家居。这次发布会上智能芯片和语音交互功能都是一大热点，如唤醒“小艺管家，开灯，调亮点”，中控屏便会将灯打开并调亮，无需重复唤醒操作。

启明云端Wi-Fi+蓝牙MCU模组常用于智能家居控制板。Wi-Fi+蓝牙MCU模组WT32-S3-WROVER 和 WT32-S3-WROVER-I ，搭载ESP32-S3系列芯片。除具有丰富的外设接口外，模组还拥有强大的神经网络运算能力和信号处理能力，适用于AIoT领域的多种应用场景，例如唤醒词检测和语音命令识别、人脸检测和识别、智能家居、智能家电、智能控制面板、智能扬声器等。

产品优势

一、蓝牙低功耗：

1、低功耗蓝牙（Bluetooth LE）：Bluetooth 5、Bluetooth mesh；
2、速率支持125Kbps、500Kbps、1Mbps、2Mbps；
3、广播扩展（Advertising Extensions）
4、多广播（Multiple Advertisement Sets）
5、信道选择（Channel Selections Algorithm#2）
二、CPU和片上存储器
内置ESP32-S3FN8芯片，Xtensa®32位LX7双核处理器，工作频率高达240 MHz。
384KB ROM
512KB SRAM
16 KB RTC SRAM
8 MB SPI flash

原理图

为满足不同用户需求，合泰半导体继推出MCU Selector App选型工具后，近日再推出MCU Selector Web选型工具，为广大客户提供更为全面且容易操作的选型辅助。

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干扰对单片机应用系统的影响  

1. 测量数据误差加大

干扰侵入单片机系统测量单元模拟信号的输入通道，叠加在测量信号上，会使数据采集误差加大。特别是检测一些微弱信号，干扰信号甚至淹没测量信号。

2. 控制系统失灵

单片机输出的控制信号通常依赖于某些条件的状态输入信号和对这些信号的逻辑处理结果。若这些输入的状态信号受到干扰，引入虚假状态信息，将导致输出控制误差加大，甚至控制失灵。

3. 影响单片机RAM存储器和E2PROM等

在单片机系统中，程序及表格、数据存在程序存储器EPROM或FLASH中，避免了这些数据受干扰破坏。但是，对于片内RAM、外扩RAM、E2PROM 中的数据都有可能受到外界干扰而变化。

4. 程序运行失常

外界的干扰有时导致机器频繁复位而影响程序的正常运行。若外界干扰导致单片机程序计数器PC值的改变，则破坏了程序的正常运行。

由于受干扰后的PC 值是随机的，程序将执行一系列毫无意义的指令，最后进入“死循环”，这将使输出严重混乱或死机。

如何提高设备的抗干扰能力  

单片机系统中的各个单元都需要使用直流电源，而直流电源一般是市电电网的交流电经过变压、整流、滤波、稳压后产生的，因此电源上的各种干扰便会引入系统。

模拟信号采样抗干扰技术  

单片机应用系统中通常要对一个或多个模拟信号进行采样，并将其通过A/D转换成数字信号进行处理。

为了提高测量精度和稳定性：

• 要保证传感器本身的转换精度；

• 传感器供电电源的稳定；

• 测量放大器的稳定；

• A/D转换基准电压的稳定；

• 要防止外部电磁感应

• 噪声的影响;

如果处理不当，微弱的有用信号可能完全被无用的噪音信号淹没。

在实际工作中，可以采用具有差动输入的测量放大器，采用屏蔽双胶线传输测量信号，或将电压信号改变为电流信号，以及采用阻容滤波等技术。

来源：STM32嵌入式开发