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？
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 m3\m4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。
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