RISC-V不可阻挡的势头进一步扩大，新的通用微控制器产品组嵌入了瑞萨电子开发的CPU内核，旨在满足广泛的节能、混合信号应用。

Giancarlo Parodi

Principal Product Marketing Engineer

自2020年10月以来，瑞萨电子正式活跃在RISC-V微控制器领域，并成功推出了两款ASSP产品，分别用于电机控制和语音驱动的HMI系统。现在，通用MCU增强了RISC-V产品组合。这是首款采用瑞萨电子自研开发的RISC-V内核MCU。

R9A02G021通用微控制器具有模拟和数字外设的有趣组合，如下图所示。

R9A02G021 RISC-V MCU框图

该器件具有128KB的大容量程序存储器，由于可以支持小块的2KB擦除，并且能够与初始的16KB启动部分交换以实现用户引导加载程序代码更新，因此可以更好地支持在线更新。为了使更新过程更加可靠，闪存屏蔽功能可防止意外擦除，并且可以永久保护。

对于软件IP保密性，闪存读取保护功能允许用户定义一个存储区域来保存程序代码，这些代码只能被获取以供执行，而不能作为数据读出。这有效地创建了一个可执行部分，该部分受到保护，不会受到简单复制的影响。生产控制可以使用唯一ID（在瑞萨电子工厂编程的只读设备唯一序列号）和用户ID（64位用户定义值）来实现。用户ID可以由客户在生产中的隐藏内存区域内编程，并且仅当应用程序映像在用户定义的内存位置中保存特定的“解锁密钥”值时才可读。通过这种方式，您可以确保只有合法应用程序才能访问机密值，该值可以进一步用作身份验证外部代理、生成数据加密密钥等的种子。事实上，嵌入了一个真正的随机数生成器硬件来支持这种简单但有效的用例。

具有16KB片上RAM，可为外设提供数据缓冲空间，并容纳所需的所有应用变量。几乎整个SRAM都受到奇偶校验位的保护，为了增强可靠性，4KB由ECC代码保护，能够纠正单bit和检测双bit错误。这是存储应用关键变量的地方，这些变量需要额外保护，以防止意外的环境变化（例如，永远存在的宇宙辐射粒子）。

应用参数和运行时信息状态可以存储在4KB的非易失性数据闪存中，可以以1KB为单元进行擦除，可当作EEPROM使用。

从系统性能来看，瑞萨电子RISC-V CPU在开源编译器上已经达到了3.27CM/MHz 的出色CoreMark分数，而其他专业工具链甚至可以进一步提高这一分数（请关注未来在EEMBC网站上发布的更多分数）。RISC-V指令集架构（ISA）是优化CPU实现的理想选择，瑞萨电子已经负责添加几个扩展，这对于深度嵌入式系统非常重要。乘法和位操作扩展以及内置的硬件除法器可加快操作速度，因为只需更少的指令即可获得相同的结果。额外的压缩指令进一步有助于减小代码大小、加快执行速度和节省功耗，因为闪存程序获取的数量减少了。

CPU还内置了一个动态分支预测器，该预测器可以观察程序流，并可以选择在分支期间采取的最可能的路径，以便可以在不中断和刷新管道的情况下执行下一条指令；这提高了每个周期的指令总数。结合所有这些CPU功能，用户可以在如此紧凑的设备中开发性能非常高的应用程序。

总体而言，开发了自己的CPU内核使瑞萨电子能够优化实施，完全控制设计选择，并确保未来产品的IP路线图。瑞萨电子在实现微控制器CPU方面拥有丰富的经验。这为客户提供了部署商业上可行产品的保证，并得到了瑞萨电子质量支持，消除了对专有架构的任何担忧。

如果没有足够的I/O接口，原始性能将毫无意义。该器件具有一组平衡良好的模拟和数字外设，可以较低的成本实现混合信号应用，因为许多构建模块已经嵌入到MCU中。例如，在模拟侧，有一个10通道12位A/D转换器（ADC）、一个2通道8位D/A转换器（DAC）、两个比较器和一个片上温度传感器。ADC和比较器可在1.6V至5.5V的整个工作电压范围内使用，ADC还可以输入外部基准电压源，从而轻松适应应用需求。

数字连接部分支持许多协议，如UART、SPI、I2C，甚至还有专用的远程控制接口。电池供电应用具有300nA的出色待机电流消耗，并保留了所有SRAM内容。在这种情况下，应用程序可以在短短4 μs内快速恢复运行，随时准备对外部唤醒事件做出反应。通过实时时钟或内部32位低功耗定时器可实现较长的待机时间。注重可靠性的应用将受益于应用看门狗、第二个独立于时钟的看门狗、CRC单元、时钟监视器和ADC自检逻辑。甚至工作温度都不是问题，因为该设备可以在高达125 °C的温度下不受限制地运行。

从新架构开始从来都不是一件容易的事，尤其是当习惯于使用市场上建立的主导传统架构和专有架构时。至少要投入大量的时间和精力来研究差异的复杂性，而对于我们中间的务实者来说，抓住一些测试平台并配置一个合适的工具环境来探索和尝试事物。正因如此，瑞萨电子提供一套功能齐全的免费工具，让您的体验更加顺畅和轻松。基于Eclipse的e² studio IDE包括一个代码生成器插件、一个基于LLVM的编译器和一个调试环境。开始测试项目所需的所有构建块！您还可以查看许多应用说明，其中已有示例项目，还有更多项目正在开发中。

拿到我们简洁的快速原型板，它确实是理想的硬件平台——成本低廉，可通过传感、显示和连接功能进行扩展。你有一些Pmod™、Arduino或Grove附加模块吗？抓住它们，开始实验吧！板载SEGGER J-Link使您只需一根USB-C连线即可开始测试您的项目。请注意，同一连接还可以支持虚拟UART-CDC通道，因此您可以为应用程序实现调试控制台或控制终端。

FPB-R9A02G021 RISC-V MCU快速原型板的更多内容请到下方链接查看：

全球领先的嵌入式系统开发软件解决方案供应商IAR自豪地宣布：公司备受全球数百万开发者青睐的开发环境再次升级，已率先支持瑞萨首款通用32位RISC-V MCU，该 MCU 搭载了瑞萨自研的 CPU 内核。此次功能升级包括先进的调试功能和全面的编译器优化，全面融入了瑞萨 Smart Configurator 工具、设计示例、详尽的技术文档，并支持瑞萨快速原型板（FPB）。

随着RISC-V架构在商业领域的广泛应用，对强大、可靠、全面的开发工具的需求日益显现。IAR通过其先进的工具链满足了这一需求，不仅可提升开发人员的生产力，还整合了功能安全和自动化工作流程等现代开发实践中至关重要的方面。IAR的RISC-V解决方案可以为各种市场的多样化应用提供支持，如消费电子、医疗设备、小型家电和工业系统。

瑞萨嵌入式处理第一事业部副总裁 Daryl Khoo 表示：“IAR 是瑞萨生态系统中长期稳定且非常有价值的合作伙伴，IAR Embedded Workbench 一直以来都为我们各种 MCU 架构提供了出色的支持。因此，对于第一个采用瑞萨自主研发的 RISC-V 核心的 MCU，我们也是非常高兴能与 IAR 在早期就达成合作，获得他们的支持，确保我们全新的 R9A02G021 MCU 的使用者能够配套使用 IAR 流行且完整的开发解决方案。”

采用RISC-V架构的用户能获得的变革性优势在于：

• 提高生产力：IAR通过全面支持瑞萨32位RISC-V MCU，优化了基于 RISC-V 的应用程序的开发流程。它与瑞萨 Smart Configurator 代码生成工具和快速原型板无缝集成，加快了开发速度并缩短了上市时间。利用 IAR I-jet 调试器的高级调试功能，确保了精确控制和深入分析，可实现更快、更高效、更高质量的产品交付。

• 功能安全：遵循严格的安全标准，该解决方案由 TÜV SÜD 认证，并设计用于安全关键应用的开发。

• CI/CD流程自动化：IAR开发解决方案完全支持 Linux 和 Windows 上的自动化工作流程和持续集成（CI）流程，可实现持续开发、测试和部署。

IAR首席技术官 Anders Holmberg 表示：“在嵌入式软件开发的复杂性不断提升、需求不断演进的时代，IAR针对于 RISC-V 的全面开发解决方案不仅仅是一套工具集，它更是对创新和卓越的承诺。IAR在2019年就发布了支持开源指令集架构（ISA）的首个 RISC-V 开发工具。目前，我们针对瑞萨首款通用32位RISC-V MCU的特定需求定制了我们的解决方案，以确保每个 RISC-V 商业项目都能从最高的效率、安全性和质量水平中获益。这一举措体现了我们致力于赋能开发者和推动整个嵌入式RISC-V行业发展的承诺。”

与此同时，IAR还发布了一本全面的电子书《终极实践指南：RISC-V入门》，旨在帮助全球的嵌入式开发人员迅速提升他们的RISC-V开发技能。该电子书提供了一种使用 IAR Embedded Workbench for RISC-V 掌握 RISC-V 开发的结构化方法。此外，该电子书还介绍了如何通过静态分析工具 IAR C-STAT for RISC-V 帮助开发人员提高代码质量和效率。

2024年3月4日，中国上海——芯原股份 (芯原，股票代码：688521.SH) 今日宣布先楫半导体 (简称“先楫”) 的HPM6800系列新一代数字仪表显示及人机界面系统应用平台采用了芯原的高性能2.5D图形处理器 (GPU) IP。

HPM6800系列产品基于RISC-V CPU内核，具备高算力、低功耗、高集成度和出色的多媒体功能，适用于汽车仪表、人机交互界面 (HMI)，以及电子后视镜 (CMS) 等需要复杂图形处理、高分辨率显示和高性能多媒体用户界面的应用。

芯原支持OpenVG的2.5D GPU IP能够为MCU/MPU设备提供高能效的图形处理和优质的图像输出，同时显著降低CPU负载。凭借成熟的可扩展性，该GPU已广泛应用于领先的汽车、工业和可穿戴产品中。此外，芯原还与领先的GUI软件服务提供商展开合作，以丰富面向GPU关键应用的生态系统，有效加快客户产品的上市进程。

“HPM6800系列是先楫在已有的高性能MCU系列产品中的又一个创新与突破。”先楫CEO曾劲涛表示，“通过集成芯原先进的2.5D GPU IP，HPM6800不仅秉承了我们现有MCU产品一贯的强大算力、精准控制、卓越通讯等特点，还融合了高效的图形处理、高分辨率显示以及其他多媒体功能。我们期待看到更多搭载HPM6800高性能MCU的工业及汽车系统解决方案的推出。”

“此次合作将芯原功能丰富且低功耗的2.5D GPU IP与先楫基于RISC-V的高性能MCU相结合，旨在共同推出领先的优秀产品，以应对显示领域不断增长的市场机遇。”芯原执行副总裁、IP事业部总经理戴伟进表示，“在过去十多年里，芯原的2.5D GPU IP已经广泛应用于许多领先的汽车和工业产品中。我们非常期待能将这项成熟的图形处理技术引入RISC-V生态系统，满足更广泛的客户需求。”

关于先楫半导体

在12月中，上海海思披露了公司聚焦行业专用（Application Specific）和嵌入式AI技术（Artificial Intelligence）的A²MCU。据他们所说，，将AI领域超轻量级的技术框架、极致性能的推理要求、方便快速的部署能力与MCU深度融合，为MCU行业客户探索智能化应用提供新的选择。

海思在文章中表示，嵌入式AI是将AI算法嵌入到端侧设备中，使得设备能够具备智能化、自动化和高效化的能力。AI的历史可以追溯到20世纪50年代，进入21世纪，受益于算力的迅猛提升，以及大数据、云计算、深度学习等技术发展，人工智能在图像识别、语音识别、自然语言处理、机器人、自动驾驶等领域取得了突破性的进展。随着应用的拓展和渗透，端侧AI近几年逐渐成为业界热点。相对于数百万到千万的AI服务器，端侧AI MCU的数量级将高达数以百亿。基于现有的AI范式，由于资源的限制、模型的适应性等因素，AI越向下越难做，但同时AI下沉带来的商业潜力也很大。因此将AI技术嵌入到端侧最底层的MCU芯片，已成为业界领先MCU企业都在探索的新方向。

由于MCU硬件性能限制、AI软件的复杂度高、行业应用实时性要求高、能耗限制严格、数据安全性要求高，嵌入式AI在MCU的行业应用落地需要业务团队同时具备丰富的AI知识经验，以及嵌入式软硬件能力。

一方面要开发团队与落地场景之间要展开深度合作。基于真实场景的基础数据及嵌入式AI团队提供的专业的定制化方案，才能真正解决问题，做出价值。

另一方面要能够实现AI模型到MCU的快速部署。通用AI模型往往并不是针对嵌入式应用设计，AI开发工具品类又非常庞杂，而MCU的RAM、Flash资源及CPU算力通常都非常受限，如何选择合适的AI模型和开发工具用来开发出解决特定场景问题模型，又如何将AI模型部署到受限资源的MCU上，这是一个复杂的工程。

海思嵌入式AI提供了超轻量级的AI技术框架、极致性能完全满足MCU的推理要求、并能够将多模型快速转换为代码并导入工程，开发者进行方便快速的产品部署。

海思表示，A² 是海思针对家电、能源、工业、汽车等领域推出的全新解决方案，它不仅涵盖了基于RISC-V的系列化的MCU，还包含了高性能兼容ARM指令集的MPU，以及与之紧密配合并优化的操作系统。据官网介绍，该系列MCU目前包含了三款产品。

其中，Hi3065H是基于海思自研RISC-V内核的高性能实时控制专用MCU， 具有高性能、高集成度、高可靠性、易开发的特点，同时配合海思强大的算法团队和嵌入式AI能力，使得Hi3065H上市后快速获得家电、能源、工业等行业内多个客户的认可和好评。

Hi3061H是海思针对电机控制设计的专用MCU，采用了RISC-V@200MHz+FPU。具有高性能、高集成度、高可靠性、易开发的特点，同时配合海思强大的算法团队和嵌入式AI能力，可以覆盖电机领域相关多种应用场景，如便携式储能双向逆变，工业低压变频器，央空热泵外机，以及伺服控制等应用场景。

Hi3061M则是海思针对家电、工业等领域设计的高性价比MCU，使用海思自有RISC-V内核，支持150MHz主频，支持AI场景扩展；支持32KB SRAM和128KB 内置Flash，可支持客户产品功能持续迭代和算法升级；可应用于冰洗空、电动自行车、高速风机、电动工具、按摩椅等比较广泛的应用场景。

海思表示，一般情况下，MCU为了保证任务的高实时性，业界现有方案大多不使用操作系统，但是这样由于没有基本的调度功能，导致MCU代码量一旦超过万行级别，写代码的复杂度和后续的维护难度会大幅上升。海思通过和openEuler的联合创新，通过在A²MCU和UniProton进行深度优化，开发出可以在MCU有限资源上可以运行的UniProton+BareMetal（无OS裸跑）混合部署方案，该方案对硬件资源的需求极低，最小4KB RAM和4KB Flash即可运行。通过该混合方案的部署，一方面保持了原有高实时性任务的优先级和实时性不受到影响，还可以直接运行在BareMetal环境；同时针对实时性要求不高的任务，可以通过调度器进行多线程的任务管理，提供了多线程管理能力，降低了开发者代码开发的复杂度，同时也可以帮助客户进行更便捷的后期维护、以及更方便的进行应用的修改和跨芯片移植。

除了和操作系统的深度协同之外，海思A²解决方案还包含大量其它黑科技，比如资源需求极低到可以在MCU上部署的轻量级嵌入式AI、针对行业应用的高阶算法、以及可以针对行业场景自定义指令集的RISC-V内核等，通过这些技术方向上的探索和创新，海思A²解决方案在MCU以及嵌入式MPU等领域有独特的差异化优势。

除了上述MCU外，海思还推出了名为Hi3093的MPU。海思表示，这款高性能工控MPU是一款面向工业、电力、能源、IOT等领域设计，支持openEuler embedded OS的高性能ARM处理器，集成了4核ARM高性能处理器，具有丰富的工业专用接口，支持openEuler和实时OS，支持PLC/运动控制/DCS/IOT网关等多种应用场景。

据海思透露，针对高性能MPU，海思成功的实现了基于openAMP（开放非对称多处理）的多操作系统框架混合部署，基于该框架，客户可以在一颗MPU芯片上同时部署多个操作系统实例；比如将海思MPU的4个主处理器分成3+1两组，通过openAMP的双系统架构，客户可以把需要生态应用的openEuler非实时系统部署在其中的三个CPU核上，同时把UniProton实时操作系统部署到另外一个核；通过这种方式，客户可以用一颗芯片上同时实现原有方案中两颗芯片才能实现的功能，一方面帮助客户简化了系统架构，节省了成本，同时也极大的提升了系统的可靠性。海思是业界首个支持openEuler embedded同构、异构多核混合部署方案的芯片厂家。

本视频将介绍浴霸触摸开关面板RISC-V MCU方案。