兆易創(chuàng)新MCU進入RISC-V賽道，提供百貨商店式的豐富方案

　　王?瑩?（《電子產(chǎn)品世界》，北京?100036）

　　摘?要：2019年8月，兆易創(chuàng)新推出全球首個RISC-V內核32位通用MCU——GD32VF103，面向主流型開發(fā)需求，且與自己已有的Arm MCU——GD32F103對標，二者可以自由切換。兆易創(chuàng)新為何要第一個吃螃蟹？作為國內最大的通用32位MCU廠商，MCU戰(zhàn)略是什么？

　　關鍵詞：RISC-V；MCU；Arm

　　1 為何要做RISC-V MCU？

　　多年來，兆易創(chuàng)新堅持的兩個原則是市場導向和客戶需求。

　　物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的多元化、差異化需求大，可能有很多場合需要RISC-V架構。為了迎合這樣的市場需求，兆易創(chuàng)新第一個推出了RISC-V的MCU（微控制器），后續(xù)還會持續(xù)圍繞RISC-V來打造生態(tài)。

　　這樣，兆易創(chuàng)新不僅具備了Arm內核MCU，還有RISC-V產(chǎn)品，相當于有了兩個賽道，可以給客戶提供靈活多樣的解決方案。

　　2 哪類用戶對RISC-V的接受度會相對較高？

　　有幾大類的市場。傳統(tǒng)行業(yè)里的工業(yè)控制，需要工業(yè)級的MCU；消費電子為了實現(xiàn)差異化，可能會需要不同的內核。

　　新興領域中，IoT對于新內核、新技術的接納程度會更高；另外邊緣計算和人工智能目前還沒有完美的終端方案，市面上通過多核、掛加速器、做異構系統(tǒng)等方法實現(xiàn)，可謂五花八門，RISC-V提供了從內核、指令集拓展方向實現(xiàn)智能計算的新思路。

　　還有一些垂直的細分領域，包括要求國產(chǎn)化、自主可控的領域，或是金融領域。

　　由于此次發(fā)布的芯片是為切入主流應用來做，所以它的適應面很廣。從主流切入解決了從無到有的問題，下一步再向上或向下擴展，從而把RISC-V產(chǎn)品線做全。

　　3 RISC-V能否降低成本

　　RISC-V是開源架構的指令集，但開源的僅僅是指令集架構，具體做成MCU的內核，還有很多工作要做，諸如配合系統(tǒng)總線，配合標準的外設通信接口，集成各種加速器等，這些和指令集架構有關，但是關聯(lián)不大。

　　可見，終端產(chǎn)品的價格和內核的關聯(lián)不太大，核心的關聯(lián)是產(chǎn)品的定位，例如可以用這個內核做入門級的產(chǎn)品，也可以做幾角美元的中檔產(chǎn)品，也可以做出高性能/幾百兆赫茲的MCU，賣較高的價格。

　　實際上，RISC-V之所以引起業(yè)界的廣泛熱議，就在于它的開放、靈活、精簡、可配置和模塊化等優(yōu)勢?？梢?，這種開放性的生態(tài)是RISC-V真正的價值，給客戶提供了一種全新的模式做生態(tài)。

　　4 Arm和RISC-V產(chǎn)品線是否重疊

　　兆易創(chuàng)新的此次發(fā)布，是把RISC-V MCU切入到主流應用。后續(xù)的計劃是兆易創(chuàng)新的每個Arm產(chǎn)品系列，都有對標的RISC-V MCU。

　　“兆易創(chuàng)新要把RISC-V MCU做大做全。當能夠提供一個完整平臺的時候，RISC-V的生態(tài)也成熟了，用戶群也成熟了，這條產(chǎn)品線就做起來了?！苯鸸庖环Q。

　　兆易創(chuàng)新的策略是做百貨商店，即通過各種靈活組裝的方式，可以為用戶提供差異化的解決方案。

　　既然有差異化，難免就有同質化。甚至Arm內核之間也會有重疊的部分，例如起初M3內核的MCU可用于低成本，之后M4內核的MCU也可以做低成本的產(chǎn)品，實際并不矛盾，因為市場的需求本來就是差異化的，如果客戶習慣用M3平臺，可以一直在M3平臺上做開發(fā)；如果客戶想嘗試最新的Arm內核，可以用M23平臺來開發(fā)。兆易創(chuàng)新所能做的是向客戶提供多樣靈活的選擇。

　　從兆易創(chuàng)新的實際出貨來看，新產(chǎn)品受到很多好評和市場歡迎，出貨量很大；但是老產(chǎn)品并沒有因為新產(chǎn)品的發(fā)布而出貨量減少，因為市場應用會有慣性；另外客戶本身也有差異化的需求，需要低、中或高端產(chǎn)品，所以兆易創(chuàng)新能做的是滿足差異化需求。

　　RISC-V也是如此，與Arm MCU的同質化肯定會有，但兆易創(chuàng)新更看重差異化，即產(chǎn)品的覆蓋面，要將覆蓋面補全。至于用戶究竟是選擇Arm還是RISC-V內核，相信用戶有他們自己的判斷。

　　5 Arm和RISC-V產(chǎn)品的兼容性

　　兆易創(chuàng)新的Arm產(chǎn)品線已經(jīng)有300多個型號，還在不斷完善。在RISC-V領域，兆易創(chuàng)新也想能夠做得完善，目標是爭取有Arm MCU的地方就會有一個對應的RISC-V的MCU，用戶可以在二者之間靈活切換。

　　例如，此次發(fā)布的VF103系列就可以和相關的F103產(chǎn)品自由切換，切換的速度非?？?，此次發(fā)布會已有一些合作廠商展示了解決方案，包括智能小車、微型打印機、空氣凈化器等。同理，如果是基于RISC-V開發(fā)的，也可以很方便地移植到Arm平臺。

　　那么移植的難點在哪里呢？只要注意3個細節(jié)的不同：內核、中斷機制和調試接口，原有的代碼、程序就可以很方便地從Arm移植到RISC-V的MCU，因為兆易創(chuàng)新芯片的底層已保證了完整的兼容性，而且封裝、算法和接口控制等都是兼容的，這就是兆易創(chuàng)新打造的“快速通道”的概念。

　　工藝上，為了和Arm類似產(chǎn)品對標，二者工藝是一致的，即此次發(fā)布的VF103和原有的Arm MCU——F103都用的是110 nm。

　　在技術支持方面，RISC-V和Arm MCU也是同一技術支持團隊。因為雖然是不同的內核，但是已經(jīng)做到完整的兼容性。

　　6 如何打造RISC-V MCU生態(tài)

　　RISC-V能夠快速發(fā)展，來源于其本身比較靈活和開放的生態(tài)。如果眾人一起來打造這個生態(tài)，它的成熟度和時間就會相對快一些。兆易創(chuàng)新在此能做的是提供硬件的平臺，并且圍繞著上下游，來牽頭完善生態(tài)，包括芯片、軟件、工具、解決方案、學校/科研機構等。

　　當然不可避免地，RISC-V也面臨著碎片化的問題——大家都來做，這個生態(tài)最后會變成什么樣？所以兆易創(chuàng)新也加入各種聯(lián)盟/組織，以有效地整合資源，形成一定的氣候，并且希望能夠在生態(tài)建設過程中有一個盡量規(guī)范化的發(fā)展，避免RISC-V生態(tài)過度碎片化的問題。這也是目前RISC-V界都在面對、需要解決的方面。

　　7 通用vs專用

　　為什么RISC-V技術已經(jīng)應用于某些專用芯片了，而通用芯片（例如兆易此次發(fā)布的通用RISC-V MCU）還不多見?實際上，專用芯片針對某些特定的市場可以有一定的出貨量，但是對于整個RISC-V技術的普及推廣是不夠的。兆易創(chuàng)新此次發(fā)布通用性MCU，其中一個方面可以推動RISC-V技術的普及發(fā)展。

　　另一方面，對于某些細分市場，下一步兆易創(chuàng)新也會推出專用產(chǎn)品，例如低功耗或低價格的產(chǎn)品系列。

　　所以兆易創(chuàng)新立足于把通用市場先做好，如果再往下切入是非常方便的——只要針對某個市場的特定需求，直接把功能進行組合，做SoC是較為容易的。但是如果從特別窄的范圍跨到通用領域，難度會較大，也許做一兩顆還行，但如果做更多種型號、整條產(chǎn)品線，還要保證十年供貨，進行質量認證等，專用芯片廠商做擴展的挑戰(zhàn)較大。

　　所以站在產(chǎn)業(yè)的角度看，兆易創(chuàng)新先用通用產(chǎn)品去做覆蓋，去培養(yǎng)研發(fā)的生態(tài)。如果需要具體覆蓋某些細分領域，包括現(xiàn)在的人工智能需要人工智能加速器，把加速器放進去即可，這樣非常靈活。

　　8 兩種內核可否集成到一個芯片中

　　百貨商店里有各種形式的產(chǎn)品。由于可以靈活組合，完全有可能把Arm內核和RISC-V內核放在一起，只要有這樣的市場需求。

　　異構也是一種趨勢，現(xiàn)在有很多國外廠商已經(jīng)推出異構的產(chǎn)品，但是異構的都是同一公司的內核，例如Arm不同內核的異構。兆易創(chuàng)新也可以做跨不同內核的異構，諸如有關安全的功能可以放在RISC-V里，用RISC-V生態(tài)，其他周邊的控制可以用Arm內核，且二者是兼容的。

　　9 VF103的研發(fā)周期有多長

　　兆易創(chuàng)新已經(jīng)提早布局了，而且本身經(jīng)驗也很豐富了，加上有各種成熟的通信模塊，所以研發(fā)時間并不是很長。

　　未來，如果有一些客戶需要定制化的產(chǎn)品，兆易創(chuàng)新也可以以最快的速度給客戶提供定制化的產(chǎn)品。

　　本文來源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第10期第15頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。