RISC-V

RISC-V是一种基于精简指令集计算机(RISC)架构的开源指令集架构(ISA)。与其他商业架构(如ARM或x86)不同,RISC-V是由加州大学伯克利分校的学术界和行业合作伙伴开发的,它是一种开放、免费的指令集架构,具有可扩展性和灵活性。

RISC-V的设计目标是提供一种简洁、灵活且可扩展的架构,使其能够适应各种不同的应用场景,从微控制器到超级计算机等。RISC-V架构采用了模块化设计的理念,定义了基本的指令集,并允许用户根据自己的需求添加自定义指令集扩展(ISA扩展),从而实现对特定应用的优化。

由于其开放的特性,RISC-V架构在学术界和工业界都受到了广泛的关注和采用。它已经成为了各种不同领域的研究和开发的重要工具,如嵌入式系统、物联网、人工智能、边缘计算等。很多公司和组织都开始采用RISC-V架构设计自己的处理器芯片或者开发板,以满足不同领域的需求。

总的来说,RISC-V作为一种开放、免费的指令集架构,具有可扩展性、灵活性和通用性,已经成为了计算机体系结构领域的重要创新,并在全球范围内得到了广泛的应用和推广。

这款较低成本的开发平台可帮助学生、初学者和经验丰富的设计人员采用新兴技术

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嵌入式行业对基于RISC-V®的开源处理器架构的需求日益增长,但在商用芯片或硬件方面的选择仍然有限。为了填补这一空白并推动创新,Microchip Technology Inc.(微芯科技公司)宣布推出PolarFire® SoC Discovery工具包。通过为嵌入式处理和计算加速提供用户友好、功能丰富的开发工具包,Microchip可帮助各种水平的工程师采用新兴技术。新发布的开源开发工具包具有支持Linux®和实时应用的四核 RISC-V 应用级处理器、丰富的外设和95K低功耗高性能FPGA逻辑元件。新工具包功能齐全、成本低廉,可快速测试应用概念、开发固件应用、编程和调试用户代码。

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Microchip负责FPGA业务部的营销副总裁Shakeel Peera表示:我们致力于帮助支持需要低功耗、高性能FPGA结构的嵌入式系统的发展。PolarFire SoC Discovery工具包是我们为各种应用创造更易用、智能、安全和高性能计算解决方案的关键一步。借助新款Discovery工具包,经验丰富的设计工程师、新手以及大学生都可以使用低成本的RISC-VFPGA开发平台进行学习和快速创新。

除了传统的销售渠道外,PolarFire SoC Discovery工具包还将在2024年下半年通过试点项目作为Microchip 大学计划(Academic Program)的一部分提供。通过以优惠价格向大学提供Discovery工具包,Microchip希望确保未来一代工程师能够直接使用最先进的技术。这种做法不仅增强了学生的实践学习体验,还使学术研究与最新的行业趋势保持一致。Microchip的大学计划旨在为全球教育工作者、研究人员和学生提供资源,帮助大学将先进技术纳入课程。

亚利桑那州立大学Ira A. Fulton工程学院教授Steven Osburn表示:毕业设计项目是学生开发实际应用的难得机会,同时为学生进入职场做好准备。亚利桑那州立大学几名学生在他们今年的项目中使用了 PolarFire SoC Discovery工具包,这对他们来说是一次宝贵的经历,他们不仅可以使用开发板,还可以通过Microchip大学计划获得优秀的指导。学生们将获得使用新技术完成实际工程项目的实践经验,找到解决实际问题的创新方案。

Discovery工具包围绕PolarFire MPFS095T SoC FPGA构建,具有嵌入式微处理器子系统,由一个基于RISC-V指令集架构(ISA)的四核64CPU集群组成。大型L2存储器子系统可配置为高性能或确定性操作,并支持非对称多处理(AMP)模式。该电路板支持MicrochipMi-V生态系统、用于 Click Boards™ MikroBUS™ 扩展头、一个 40 引脚 Raspberry Pi®连接器以及MIPI视频连接器。扩展板可使用I2CSPI等协议进行控制。它还包括一个嵌入式FP5编程器,用于FPGA结构编程和调试以及固件应用开发。如需了解更多详情,敬请访问PolarFire SoC FPGA网页。

供货与定价

PolarFire SoC Discovery工具包面向公众的起售价为132美元,通过Microchip大学计划购买仅需99美元。如需购买,请联系Microchip全球授权分销商销售代表,或访问Microchip采购和客户服务网站 www.microchipdirect.com

资源

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Microchip Technology Inc. 简介

Microchip Technology Inc.是致力于智能、互联和安全的嵌入式控制解决方案的领先供应商。其易于使用的开发工具和丰富的产品组合让客户能够创建最佳设计,从而在降低风险的同时减少系统总成本,缩短上市时间。Microchip的解决方案为工业、汽车、消费、航天和国防、通信以及计算市场中约125千家客户提供服务。Microchip总部位于美国亚利桑那州Chandler市,提供出色的技术支持、可靠的产品交付和卓越的质量。详情请访问公司网站www.microchip.com

围观 17

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。

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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。

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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。

来源:内容来自半导体行业观察(ID:icbank)综合

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围观 66

触摸开关是传统机械按键开关的换代产品,具有易清洁维护、智能化、操作方便及美观的优势,目前正广泛应用在家居产品中。

基于爱普特全国产RISC-V 32位MCU—APT32F1031的浴霸触摸开关面板方案,结合了LED数显、触摸按键、定时器以及通信接口等模块,可以高效控制浴室的暖气灯、风扇、照明等设备,实现安心沐浴、智能恒温,久泡不闷。该方案内置了触摸按键模块,拥有丰富的Flash资源,超高灵敏性和可靠性,让用户在享受便捷的同时,也能感受到安全可靠的使用体验。

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方案特性:

  • 内置触摸控制器,防潮湿安全可靠

  • 丰富的通信接口,可实现浴霸与其他智能家居系统互联

  • 丰富的Flash资源,不同方案可使用同一套代码统一管理

  • 4个120mA灌电流管脚,可直接驱动LED,节约BOM成本

方案框图:

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方案开发板:

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该款浴霸触摸开关面板方案采用的是爱普特APT32F1031,这是爱普特2023年推出的一款面向通用市场可兼容RV32 EMC指令架构的RISC-V MCU新品,通过设计创新,采用了全新的FLASH架构并提升了模拟性能,从而获得了更高的可靠性等级。APT32F1031搭载最高主频48MHz的32位RISC-V处理器,丰富外设接口可满足高速互联需求,并支持DMA,硬件CRC,独立除法器,内部模块互联触发,增强型定时器,12位高精度的ADC,Touch Sensor等功能。APT32F1031还支持ESD 6KV, EFT 4KV, 并通过CS 10V A级测试,确保可在各种复杂环境下的稳定运行。

更多APT32F1031芯片性能:

  • 系统与内核

  • RISC-V 32位CPU核

  • 16个32位通用寄存器

  • 高效的2级执行流水线

  • 32位x32位的硬件整形乘法阵列

  • SWD调试接口

存储器

  • 片载80Kbytes 程序闪存,独立3Kbytes数据闪存

  • 内含8Kbytes SRAM,可用于堆栈、数据存储、代码存储

模拟外设与触摸

  • 多达24路的12位ADC,支持内部/外部VREF输入

  • 多达25路的触摸按键控制器

通讯接口与IO

  • 串行通信接口:1xI2C,3xUART,1xUSART,1xSPI,1xSIO

  • 最多支持30个GPIO,所有GPIO均可配置为外部中断

  • 4 个大电流驱动管脚(每个管脚支持灌入最大电流为120mA)

电源时钟

  • 工作温度:-40℃~105℃

  • 工作电压范围:1.8V~5.5V

  • 最高工作频率:48MHz

  • RISC-V CLIC中断控制器:支持动态配置的可嵌套中断

  • 增强的时钟和功耗控制器(SYSCON)

定时器

  • 独立看门狗定时器(IWDT)

  • 窗口看门狗定时器(WWDT)

  • 1x16位增强型定时器(EPT),支持7路PWM输出功能,其中6路可配置为互补带死区

  • 1x 16位通用定时器(GPT),支持2路PWM输出功能

  • 1x 16位计数器(COUNTERA)

  • 4x 16位基本定时器 (BT)

  • 1x 16位低功耗定时器(LPT)

  • 1x 16位实时时钟定时器(RTC)

DMA与ETCB

  • 1 x 6ch 直接存储器访问控制器  (DMA)

  • 支持ETCB事件联动

APT32F1031具备出色的产品性能和稳定的产品品质,同时实现了优化的成本控制,不仅适用于浴霸触摸开关面板应用,还可广泛适用于工业控制、触控家电、消费电子以及可穿戴设备等领域。

如需了解更多方案详情或获取样品、开发板,可联系爱普特微电子。

来源:爱普特微电子

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围观 13

11月16日,由电子发烧友网主办的《2023电机控制先进技术研讨会》在深圳盛大召开,本次会议汇聚了行业内众多知名的电机控制专家和工程师,共同就电机控制领域的最新技术和未来发展趋势进行探讨和分享。

爱普特公司的电机算法部经理郑工于本次研讨会上发表了题为《电机“RISC-V 芯“应用 实现资源成本更优化》的演讲。其介绍随着永磁同步电机驱动技术的日益成熟和普及,爱普特如何为市场和客户提供性能、资源和成本更优解的电机主控方案及产品。并结合热门的电机应用方案,向与会专家、工程师们介绍了爱普特基于自主知识产权自研、已量产上市的RISC-V架构的APT32F173、APT32F171、APT32F102等面向电机应用的系列产品。

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其中,APT32F173系列是爱普特采用RISC-V内核打造的一款针对(双)电机控制领域的王牌MCU产品。APT32F173系列产品具有8K ICACHE,提供单精度浮点和DSP运算能力,主频最高可达105MHz,跑分3.5CoreMark/MHz。此外,APT32F173还配置了丰富的模拟和定时器资源,支持1.8-5.5V宽电压工作范围,能够在-40~105℃的温度范围内正常运行,完全满足严苛的工业领域需求。

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据Grand View Research统计,全球电机市场预计到2028年将会达到2325亿美元的规模。作为国内领先的RISC-V MCU专精特新小巨人企业,爱普特将会继续基于自身技术优势、供应链优势、知识产权优势等,继续加大电机算法及产品的投入和研发,为市场提供更优质的全国产电机MCU,为国产芯片在全球电机市场的高速、高质量发展而努力。

来源:爱普特微电子

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双轮载人平衡车作为一种新型的交通工具,正慢慢渗透到我们的日常生活之中。其灵活、便捷以及环保的特性使其成为现代城市出行的理想新选择。然而,要实现这些特性,双轮载人平衡车的控制系统是关键,其中MCU又是控制系统的“智能大脑”。

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爱普特推出的基于全国产RISC-V 32位MCU—APT32F173芯片的双轮载人平衡车方案,不仅通过集成多种模拟器件,减少外围器件,显著降低BOM成本;还兼具高稳定、高可靠性、高灵活性等突出特点,深受客户的认可和好评。

方案特性:

  • 电压范围:DC 30V-48V,可适应各种电源环境。

  • 功率范围:300W

  • 控制方式:双电阻霍尔有感FOC控制,双电机驱动。实现精确控制,提高电机效率,同时降低能耗。

  • 平衡车功能:高达200次/S的计算处理能力,提供安全保护平衡控制,超角度停止,倒地停止等多种功能。

  • 控制模式:支持远程遥控与腿控等多种模式,使驾驶更加灵活方便。

  • 安全可靠的保护功能:具备过欠压保护,过流保护,堵转保护,启动保护等全方位保护功能,为驾驶者安全保驾护航。

  • 简化电路设计,控制板电路简单,元器件少,从而降低BOM成本,提高系统可靠性。

  • 使用内部集成的运算放大器,减少外围器件,增益可配置,降低BOM成本,灵活性高。

  • 最快转换速率3MSPS的12位ADC,内部高精度电压参考源,保证精准的ADC采集,采样精准,从而控制更稳定,安全性更高。

系统框图:

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该双轮载人平衡车方案的主控MCU采用的是爱普特新推出的APT32F173,该系列产品集高算力、高可靠、资源丰富且可支持双电机驱动等多种优势特点于一体。其采用的是全国产RISC-V内核,具有高度的可扩展性和灵活性,同时核内载8K ICACHE,具有单精度浮点和DSP运算能力,主频最高可达105MHz,跑分3.5 CoreMark/MHz,从而可充分发挥处理器的效率和性能。APT32F173系列还具有1.8V-5.5V宽电压优势,工作温度高达105℃,符合扩展工业级标准,支持CAN2.0和2.0B,可为工业控制、电机控制、家电等市场领域提供主流解决方案。

APT32F173系列更多芯片特性:

  • 工作温度:-40°C~105°C

  • 工作电压范围:1.8V~5.5V

  • 最高工作频率:105MHz

  • 128Kbytes内部闪存,支持ISP保护

  • 8Kbytes的数据闪存,32Kbytes的内部SRAM,8K ICACHE

  • 高效的5级执行流水线

  • 支持DSP指令和单精度浮点运算指令

  • 32位x32位的硬件整形乘法阵列

  • 支持2x6通道DMA,支持ETCB事件联动

  • 通信接口:1xI2C,3xUART,2xUSART,2xSPI,2xSIO,1xCAN

  • 最多支持54个GPIO,14个大电流管脚,所有GPIO均可配置为外部中断

  • 支持2个12位ADC共47通道

  • 1x12位DAC

  • 3个独立模拟比较器

  • 4个运算放大器

  • 支持8x10点阵LED驱动

  • 1个独立看门狗(IWDT)和窗口看门狗(WWDT)

  • 1x24位内核定时器CORET

  • 4x16位通用定时器/计数器GPTA,每个支持2路PWM输出功能

  • 6x16位通用定时器/计数器GPTB,每个支持3路PWM输出功能,其中2路可配置为互补带死区

  • 1x16位计数器COUNTERA

  • 4x16位基本计时器BT

  • 1x16位低功耗定时器LPT

  • 1x16位RTC

来源:爱普特微电子

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