作为国产MCU龙头，兆易创新GD32如何在工业市场开疆拓土？

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）近日，在以“勇跃•芯征程”为主题的GD32新品发布会上，兆易创新MCU事业部产品市场总监陈思伟表示，当前工业自动化增长稳健，数字能源领域则在快速增长，这些领域将成为GD32 MCU业务成长的重要驱动力。

 
为了进一步提升GD32 MCU在工业领域的竞争力，兆易创新在此次发布会上重磅发布了多款新品——兆易创新获得德国倍福公司（Beckhoff）正式授权并推出其首颗EtherCAT从站控制器GDSCN832系列，以及超高性能工业互联MCU产品GD32H75E系列；此外还有基于Arm Cortex-M33内核的GD32G5系列高性能MCU。
 

让EtherCAT设计更具灵活性

GDSCN832系列并不是一款传统意义上的MCU产品，而是一款2/3端口EtherCAT从站控制器，因此并没有沿用GD32的命名。GDSCN832系列集成2个内部PHY和1个MII扩展接口，内置双通道集成Ethernet物理层设备，每个通道均提供全双工100BASE-TX收发器，支持100Mbps运行。
 
根据发布会内容，相较于竞品“3+4+4”的配置，GDSCN832系列的配置全面领先，达到了“8+8+8”——GDSCN832系列支持8个现场总线存储器管理单元（FMMU）；GDSCN832系列支持8个同步管理器（Sync Manager Entities）；GDSCN832系列配置高达8KB双端口内存（DPRAM）空间。同时，GDSCN832系列内部集成1.1V内核稳压器，支持单3.3 V电源工作；还支持1.8V-3.3V可变电压I/O。因而，GDSCN832系列兼具高性能和低功耗。
 
GD32H75E系列则是兆易创新推出的首款拥有德国倍福公司正式授权EtherCAT从站控制器的高性能MCU产品系列，内部集成GDSCN832系列芯片，实现与高性能MCU的完美融合，满足工业自动化市场如伺服电机控制、变频驱动、工业PLC、通讯模块以及人形机器人等多样化应用所需。
 
陈思伟表示，GDSCN832系列和GD32H75E系列同时推出，相当于兆易创新在EtherCAT接口芯片和集成EtherCAT接口芯片的高性能MCU方面都能够提供解决方案，相较于单一的EtherCAT接口芯片，兆易创新提供了更多的选择，让客户在实际应用中保持更高的设计灵活性。
 

满足工业场景的差异化应用

面向工业应用，GD32G5系列MCU是兼具高性能、高集成和高安全的选择。
 
在高性能方面，GD32G5系列基于Arm Cortex-M33高性能内核，主频高达216MHz。内置高级DSP硬件加速器和单精度浮点单元（FPU）；集成了硬件三角函数加速器（TMU），支持10类函数计算；还集成了滤波算法（FAC）、快速傅里叶（FFT）等多类硬件加速单元，大幅提升处理效率。GD32G5系列MCU最高主频下的工作性能可达316 DMIPS，CoreMark测试取得了694分的出色表现。 同时，GD32G5系列配置有256KB到512KB嵌入式Flash，支持Flash双Bank功能；以及128KB SRAM，其中包含32KB紧耦合内存TCMRAM，实现关键指令与数据的零等待执行；还配备了高速缓存空间，高达2KB I-Cache及512B D-Cache，进一步提升内核处理性能。
 
在高集成方面，GD32G5系列支持4个12位ADC，采样速率高达5.3MSPS；支持4个12位DAC，其中2个采样率高达15MSPS；配备了16通道高精度定时器（HRTimer），精度可达145ps；配备了3个8通道高级定时器，2个32位通用定时器、5个16位通用定时器、2个16位基本定时器、1个低功耗定时器；还提供5个U(S)ART、4个I2C、3个SPI以及1个QSPI等接口资源。
 
在高安全方面，GD32G5系列内置多种安全功能，为通信过程提供了包括支持安全OTA、安全启动、安全调试、安全升级等在内的多重安全保护机制。
 
兆易创新CTO、MCU事业部总经理李宝魁表示，作为国内MCU市场的领导者，兆易创新的模式并不是单纯的Fabless，而是“虚拟IDM”，公司拥有专业的团队，和晶圆代工厂一起优化工艺，并提升产品品质和良率。GD32G5系列便是基于兆易创新和领先代工厂合作开发的40nm MCU工艺平台，在底层进行了很多优化，使得GD32G5系列不仅器件面积更小，且能够基于Arm Cortex-M33内核实现行业领先的216MHz高主频。特别需要指出的是，GD32G5系列能够在极端的135℃高结温下跑到216MHz主频，体现了产品性能和品质的领先性。
 

智能化是MCU发展的大趋势

对于MCU未来的发展，有很多较为明显的趋势，比如更高集成、更低功耗、更安全、更可靠等。当然，其中也包括智能化。
 
随着制造业智能化水平的不断提升，MCU也必然将朝着更高算力、更高智能的方向去发展，手段包括提升主频、提升核心性能、异构集成、提升内存容量等。目前，行业界有厂商选择将NPU集成到MCU里，或者采用支持Arm Helium技术的Arm Cortex-M55内核和Arm Cortex-M85内核。
 
对此，李宝魁谈到，对于MCU各种AI智能化升级方向，兆易创新都会关注。AI算力是分级的，通用MCU加先进的AI算法就能提供低级别的AI基础算力。在兆易创新关注的工业领域，客户目前需要的AI算力其实并不高。以兆易创新推出的AI拉弧检测方案为例，就是用高性能MCU加先进的AI算法来解决客户的智能化应用问题。


不过，李宝魁也强调，“我们相信，将硬件AI加速集成到MCU中一定是未来发展的大趋势，兆易创新也在积极地布局。”

结语

统计数据显示，兆易创新是中国排名第一的MCU供应商，并在2022年跻身全球第七。不过，从目前全球市场占比来看，兆易创新的份额是1.8%，尚不足2%。因此，兆易创新将MCU业务视为关键的成长领域，工业MCU被列为重要的布局方向，随着新品和新技术的不断推出，兆易创新GD32 MCU的市场竞争力正持续增强。