降维打击！对标主流ARM内核MCU，先楫RISC-V高性能HPM5300凭何争性价比之王？

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）先楫半导体以定位国内高性能RISC-V内核MCU为业界所熟知，已经陆续推出了HPM6700/6400、HPM6300和HPM6200三款高性能MCU，在算力和控制力等方面充分满足高端市场的应用需求。近日，先楫发布重磅新品高性能运动控制微控制器 HPM5300，既传承了先楫一贯的高性能MCU特性，又将主流MCU带到一个更高性价比的阶段。
 
拉高主流性能
 
先楫HPM5300系列MCU主频480MHz，支持双精度浮点运算及强大的DSP扩展，达到甚至超越国际主流高性能MCU产品。该系列也是先楫第一款全系列内置1 MB Flash的产品，同时内置288KB SRAM，极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。模拟部分集成16bit ADC、12bit DAC以及运放，增强整个系统精度。HPM5300配置两个八通道的PWM模块，同时引入了PLB可编程逻辑单元，实现丰富、多逻辑的保护，提高产品的稳定性。提供多种可灵活配置的接口，包含4路CAN-FD、4路LIN、多路UART/SPI/I2C以及USB OTG内置HS PHY，轻松实现各种接口类应用。
 
为了提高运控准确性，HPM5300系列支持各类位置传感器，包括光电式、磁感应和旋转变压器，同时提供灵活的编码器输入输出，兼容总线型、模拟类和脉冲型，匹配增量和绝对编码器各种输入输出信号形式，信号转化灵活、效率高。HPM5300系列可支持市面上主流的各类型编码器通讯协议，如多摩川，BISS-C、ENDAT、HIPERFACE等。HPM5300系列还专门配置了运动处理单元，可提供位置预测和运动轨迹规划功能，为主处理器分担更多的工作量，提升效能。
 

 
从命名上看，从HPM6系列到此次的HPM5系列，产品思路是在主频、内存等方面较之前的系列有所裁剪，但更能够满足大多数应用场景下的开发需求。先楫半导体CEO曾劲涛表示，很多人对于国产MCU形成了在消费类电子领域内卷的固有印象，而先楫一开始就以高性能MCU为发力点，主要面向工业、新能源、汽车等领域。HPM5300系列对标国际主流MCU，这里的主流MCU主要是Arm M3M4内核的MCU。过去国际大厂的主流MCU长期盘据在工业等市场，先楫凭借高品质的MCU向这些领域扩张。
 
目前市面上主流MCU的性能通常来说主频在200MHz、集成12bit ADC等。相比之下，HPM5300系列主频480MHz，集成16bit ADC、运放、模拟比较器等，还有PWM模块、PLB可编程逻辑单元、4路CAN-FD，并且支持各类型编码器通讯协议等等。在整体性能参数上较国际主流MCU更加优异。
 
先楫希望将类似价位的主流MCU从200MHz主频拉抬到400MHz以上主频、内置16bit ADC的标配水平。同时HPM5300系列还做到了更好的性价比。那么先楫又是如何做到高性价比呢？对于这个问题，曾劲涛谈到首先是芯片架构选择上，先楫采用RISC-V架构能够更好地进行功能裁剪，同时嵌入更多模拟和总线接口协议，芯片集成度更高。另外，例如集成12bit ADC或是16bit ADC，在设计复杂度上有很大的不同，非常考验团队的设计经验和水平。
 
据了解，HPM5300系列通过了ISO9001/ISO26262/IEC61508，和AEC-Q100认证。其中ISO26262和IEC61508分别是面向汽车和工业的功能安全认证，先楫半导体是国内为数不多的通过双认证的MCU厂商。
 
三大应用领域，客户响应热烈
 
本次发布的HPM5300系列产品主要面向工业自动化、新能源及汽车电子三大应用领域。目前，在工业自动化中的编码器和伺服驱动器，新能源中的微型逆变器，汽车电子中的IMU、ECU 和汽车座椅门控模块等应用中，HPM5300系列已显示出其独特的产品优势。同时，该产品系列提供 -40—105℃ Ta满足工业级和车规级的环境温度选项。
 
先楫半导体市场销售执行副总裁陈丹表示，先楫已经拥有近千家客户，很多客户对于国产高性能MCU的需求十分强烈。HPM5300的产品定义正是经过去年底在与众多客户的沟通反馈中立项，随后先楫的研发团队高效响应，仅9个月的时间就推出了HPM5300系列。先楫希望携手众多合作伙伴，与终端客户一起发掘HPM5300系列产品应用层面的更多可能性。
 
以机器人为例，看到的需求是在电机后面安装控制板，电机控制要求更加小型化，而HPM5300系列MCU目前可提供100 LQFP，64 LQFP，48 QFN等封装，48 QFN的封装仅6mm*6mm。更小的封装可缩小板级PCB尺寸，十分契合这一市场需求。
 
HPM5300现已提供完整的样片、开发板和软件开发包支持。在硬件配套方面，HPM5300的开发板购买链接已在先楫半导体官网上线。HPM5300系列已全面量产并可接受大批量订单。
 
MCU+AI势不可挡
 
随着以ChatGPT为代表的生成式AI的火爆，人工智能进入千行百业的趋势已无可阻挡。未来很多AI应用将落地在边缘端，MCU则是承载边缘AI落地的关键芯片之一。这一点从近期各家国际大厂推出的嵌入AI功能的MCU产品线就能够看到。
 
曾劲涛表示，边缘端跑AI势必要求处理器具有更快的主频、更大的闪存、更高的性能。这正是以高性能MCU见长的先楫与生俱来的优势。
 
除了MCU具有高性能的表现外，先楫SDK自带用于推理的tensorflow lite等，客户可以直接用于开发AI应用，也可以结合第三方算法定制特定场景的AI算法。先楫高性能MCU已经用于马达运行检测、布料残次品判断等工业智能化场景。
 
曾劲涛认为，不仅是通过软件算法来实现AI功能，未来硬件化AI将NPU放进MCU将是必然趋势。因此，先楫会持续加大在MCU+AI上面的技术研发，加速边缘AI在工业、新能源、汽车等领域的发展。
 
RISC-V生态共繁荣
 
最近五大芯片巨头联合成立RISC-V公司进军汽车RISC-V芯片，这一消息振奋业界。显然，巨头们都看好RISC-V的前景，纷纷投入其中。曾劲涛表示，更多的芯片企业参与到RISC-V中来，有利于共同繁荣RISC-V生态，做强做大RISC-V市场。
 
在工业领域，先楫不断适配完善自身的RISC-V生态，提供完整的工具链，兼顾工程师的使用习惯提供熟悉的开发环境和软件工具。前不久，先楫与 IAR达成战略合作协议，IAR为先楫的创新产品提供全面的开发工具支持，包括代码编辑、编译、调试等功能，帮助开发人员充分利用先楫半导体高性能RISC-V MCU的潜力。
 
此外先楫支持6种RTOS操作系统，包括RT-Thread、开源鸿蒙等，满足实时控制要求。并且RISC-V底层具有一致性、兼容性的特点，即便后续进行芯片IP升级切换，也丝毫不影响用户的上层使用。总之，RISC-V生态的打造最终令客户的研发得心应手。正如曾劲涛所说，很多人熟悉ARM的MCU生态，但更确切地说是熟悉ST搭建的生态。RISC-V也一样，先楫希望搭建一套工程师熟悉的RISC-V生态。
 
小结：
 
在公司创立之初，先楫就认定了做高性能MCU，曾劲涛正是看到了国产MCU一直缺少在高性能上突破的现状，这是国产替代的薄弱环节。先楫拥有一支技术实力雄厚的研发团队，许多研发人员具有多年国际大厂工作经验，因此才能在短短三年多的时间推出四个系列的高性能MCU。曾劲涛表示，先楫在高性能MCU上的研发还将继续，包括新制程的模拟外设、新的存储技术MRAM等都在密切关注与布局。看向未来三年，先楫相信高性能MCU市场将很快进入高光时刻。