国内物联网和可穿戴芯片介绍：君正

　　目前，物联网和可穿戴产品正成为炙手可热的时代宠儿。随着苹果、三星、华为等巨头纷纷布局可穿戴和物联网领域，越来越多的可穿戴产品映入人民眼帘，不少人的生活方式也随着可穿戴产品润物细无声的渗透而改变。

　　

　　虽然国内商家推出了不少可穿戴产品，但其中最关键的芯片大多是国外产品。例如，华为Watch用的就是高通芯片方案，在核心技术方面乏善可陈。

　　国内ARM阵营的IC设计公司也推出了自己的物联网芯片和可穿戴芯片，但都是购买ARM的微结构集成SOC的产品，谈不上自主知识产权。

　　那么问题来了，拥有自主知识产权物联网和可穿戴芯片的IC公司是哪家?国内物联网和可穿戴芯片哪家强?

　　北京君正——一家名不见经传的IC设计公司的产品，可以说是目前国内屈指可数的拥有自主知识产权，并批量商用的可穿戴芯片和物联网芯片的IC设计公司。

　　

　　1、北京君正的前世今生

　　要诉说北京君正的前世今生，就离不开一个人——倪光南院士。

　　当年，联想前总工程师倪光南在与柳传志因“技工贸”、“贸工技”的分歧闹翻后，被柳传志排挤出联想。但倪光南不放弃设计中国国产芯片的理想，带着一只技术团队找投资人打算重启芯片设计。

　　后来，倪光南找到李德磊，由李德磊出资，国家也配套出一笔钱，开始了方舟1号芯片的研发。2001年方舟1号的成功研制，激励了国家对“方舟2号”芯片的信心，名目繁多的国家专项资金砸向方舟科技，比如 “863项目”、工信部(当年可能还是叫信产部)的科研项目。

　　倪光南还通过自己的人脉给方舟公司拉来了第一个客户——北京裕兴科技公司。出于对倪的信任，裕兴科技投入上百万元，弃英特尔投向方舟芯片阵营。可令倪光南万万没有想到的是，李德磊却拒绝供货。

　　随后，倪光南被李德磊扫地出门.......

　　再然后，巨额国家补助方舟科技的研发资金不翼而飞，方舟公司濒临破产......

　　虽然方舟死了，但是倪光南通过方舟芯片项目锻炼了队伍，培养了一批IC设计人才，这些人接过方舟芯片的遗产，继续接着做国产CPU的研发设计，于2005年成立北京君正公司。

　　2、君正的指令集和微结构

　　君正是mips指令集，自己扩展了MXU多媒体指令集，该指令集被谷歌官方的开发工具直接原生支持。自2006年至今，君正的XBurst微结构更新经历了四个阶段：

　　第一个阶段是基于MIPS II指令集，产品有Z4720、Z4730、Z4740、Z4750。

　　第二个阶段是基于MIPS II指令集并加入了VPU解码核，产品有Z4755和Z4760。

　　第三个阶段增加支持MIPS32指令集并增加支持FPU，产品有Z4760B和Z4770。

　　第四个阶段重新设计的九级流水线(原来是八级)并增加同步多核支持，产品有Z4780和M200。

　　

　　因为君正认为这四次更新微结构都不是颠覆性的进步，因此都叫XBurst。目前，进一步降低功耗的XBurst0微结构以及更好性能的XBurst2已经完成研发，正在准备投入商用。

　　XBurst具有比较高的性能功耗比，根据发烧友实测，在GCC编译环境下，1G主频的XBurst SPEC2000测试，整数为190分。

　　而根据君正官网的数据，使用40nm LP制程工艺下的XBurst功耗为0.07mW/MHz。虽然XBurst性能非常有限，但其超低功耗和比较高的性能功耗比确实是一个亮点。

　　

　　3、君正的发展策略

　　君正和龙芯同属于MIPS阵营，龙芯走的是独立自主路线，龙芯的指令扩展、编译器开发、微结构设计、SOC集成、操作系统开发、软件生态构筑、产业联盟建设都要自己做。

　　而君正在很多方面要比龙芯“灵活”很多。

　　比如积极与MIPS公司接洽，购买MIPS32指令，并共同构建MIPS生态。积极与Imagination公司合作，而Imagination又拉来了谷歌，使得君正能不仅能够使用Imagination的PowerVR，还使君正够获得了原生安卓的支持。

　　又如君正积极和腾讯合作，君正的智能手表inWatch T就搭载了TencentOS。再比如最近和三星合作，使君正产品能够获得三星正在推广的Tizen系统的支持。

　　

　　(君正inWatch T智能手表)

　　虽然这种做法有对国外厂商产生了依赖这种做法会有对国外厂商产生依赖的风险，但大幅降低了技术门槛、资金成本和时间成本，能够比较顺利的市场化、商业化。

　　相对于坚持独立自主、自力更生，更富理想化的龙芯。君正显然更富有商业气息。也正是因此，君正紧盯市场，牢牢把握市场发展方向，君正的芯片被广泛用于MP4、复读机、点读机、学习机以及考勤机等产品。

　　4、君正最新的物联网和可穿戴产品

　　虽然国内ARM阵营的IC设计公司也推出了自己的物联网芯片和可穿戴芯片，但都是购买ARM的微结构集成SOC的产品，比如Cortex A内核、Cortex M内核，谈不上自主知识产权。

　　而北京君正是国内最早专注于可穿戴、物联网领域的本土IC设计公司之一，拥有十多年的芯片设计经验和技术积累，国内第一批上市的智能手表包括果壳的第一代智能手表、土曼一代、土曼二代智能手表等都采用了君正的方案。

　　君正芯片最大的特点就是超高的功耗和较高的性能功耗比，君正的XBurst动态功耗是市场同类平台的三分之一，采用君正芯片的产品整机待机功耗是同类平台的二分之一。

　　下面具体说说用于可穿戴和物联网的M200和X1000。

　　M200采用大小核设计微结构为XBurst，采用40nm制程，32位XBurst双核设计，大核1.2GHz，小核300MHz，功耗为 0.07mW/MHz，内置语音唤醒引擎，支持3D图形加速，720p摄像压缩以及语音唤醒功能，支持MIPI图像显示和采集接口，同时具备ISP图像处理功能，存储器接口支持LPDDR2。

　　M200BGA封装尺寸仅有7.7*8.9*0.76mm，芯片厚度只有0.76mm，“娇小”的身材使它适用于任何可穿戴设备。

　　

　　M200芯片方案最大的优点就是续航，在Ingenic Glass 和Google Glass的数据对比中显示，在续航、发热、温度、尺寸和成本上，Ingenic Glass都更胜一筹。

　　在智能手表方面，相对于某大品牌必须一天充2次电。据商家宣传，采用君正M200芯片的智能手表可以实现2-3天充一次电，在开启省电模式下，极限状态可以达到一周充一次电。目前，已有inWatch T、锐动X3、GEAK Watch II、CoolGlass ONE、众景智能眼镜等产品采用M200芯片方案。

　　X1000针对物联网平台，是采用32位XBurst单核CPU，主频1GHz、支持开源Linux 3.10操作系统。

　　X1000具备四个优点：

　　一是集成双精度浮点单元，X1000可识别机器视觉，能广泛用于工业领域。

　　二是超低功耗，达到了穿戴处理器级低功耗，待机功耗仅为0.2mW，动态功耗为0.09mW/MHz, 全速运行时功耗为180mW。

　　三是集成低功耗语音唤醒引擎和多种硬件滤波器，完美支持零触控语音交互，可以准确快速地识别出用户发出的语音命令，并作出相应的动作指令。

　　四是在硬件层面集成AES和RSA加密引擎，有效保护私密数据，保证用户信息的安全性。其内置的Security Subsystem中内嵌一个小的存储空间以及类单片机的芯片，可以独立运营编解码。

　　

　　X1000在智能音箱、智能玩具、二维码识别、车牌识别、人脸识别、指纹识别、智能空调、智能冰箱、日用小家电等领域拥有广阔的市场前景。

　　据笔者获得的消息，君正打算将X1000卖到15-20元，搭载X1000的开源开发板可以卖到100左右。极低的价格再加上芯片本身又集成了RAM，外围电路相对简单，X1000甚至可以跨界充当“超级单片机”，以几乎相同的价格和数倍的性能向目前由STM32把持的轻量级嵌入式市场展开非对称的竞争。

　　5、结语

　　一个篱笆三个桩，一个好汉三个帮。在万物互联的时代，任IC设计公司想要成功，必然离不开诸多合作伙伴和一个好的生态系统。北京君正通过与合作伙伴的互帮互助，在可穿戴领域和物联网领域构建了从芯片、模块、方案、智能硬件、APP到云服务的生态系统，虽然这个生态还处于初生状态，但也颇具雏形了。