兆易创新MCU进入RISC-V赛道，提供百货商店式的丰富方案

　　王 莹 （《电子产品世界》，北京 100036）

　　摘 要：2019年8月，兆易创新推出全球首个RISC-V内核32位通用MCU——GD32VF103，面向主流型开发需求，且与自己已有的Arm MCU——GD32F103对标，二者可以自由切换。兆易创新为何要第一个吃螃蟹？作为国内最大的通用32位MCU厂商，MCU战略是什么？

　　关键词：RISC-V；MCU；Arm

　　1 为何要做RISC-V MCU？

　　多年来，兆易创新坚持的两个原则是市场导向和客户需求。

　　物联网（IoT）的多元化、差异化需求大，可能有很多场合需要RISC-V架构。为了迎合这样的市场需求，兆易创新第一个推出了RISC-V的MCU（微控制器），后续还会持续围绕RISC-V来打造生态。

　　这样，兆易创新不仅具备了Arm内核MCU，还有RISC-V产品，相当于有了两个赛道，可以给客户提供灵活多样的解决方案。

　　2 哪类用户对RISC-V的接受度会相对较高？

　　有几大类的市场。传统行业里的工业控制，需要工业级的MCU；消费电子为了实现差异化，可能会需要不同的内核。

　　新兴领域中，IoT对于新内核、新技术的接纳程度会更高；另外边缘计算和人工智能目前还没有完美的终端方案，市面上通过多核、挂加速器、做异构系统等方法实现，可谓五花八门，RISC-V提供了从内核、指令集拓展方向实现智能计算的新思路。

　　还有一些垂直的细分领域，包括要求国产化、自主可控的领域，或是金融领域。

　　由于此次发布的芯片是为切入主流应用来做，所以它的适应面很广。从主流切入解决了从无到有的问题，下一步再向上或向下扩展，从而把RISC-V产品线做全。

　　3 RISC-V能否降低成本

　　RISC-V是开源架构的指令集，但开源的仅仅是指令集架构，具体做成MCU的内核，还有很多工作要做，诸如配合系统总线，配合标准的外设通信接口，集成各种加速器等，这些和指令集架构有关，但是关联不大。

　　可见，终端产品的价格和内核的关联不太大，核心的关联是产品的定位，例如可以用这个内核做入门级的产品，也可以做几角美元的中档产品，也可以做出高性能/几百兆赫兹的MCU，卖较高的价格。

　　实际上，RISC-V之所以引起业界的广泛热议，就在于它的开放、灵活、精简、可配置和模块化等优势。可见，这种开放性的生态是RISC-V真正的价值，给客户提供了一种全新的模式做生态。

　　4 Arm和RISC-V产品线是否重叠

　　兆易创新的此次发布，是把RISC-V MCU切入到主流应用。后续的计划是兆易创新的每个Arm产品系列，都有对标的RISC-V MCU。

　　“兆易创新要把RISC-V MCU做大做全。当能够提供一个完整平台的时候，RISC-V的生态也成熟了，用户群也成熟了，这条产品线就做起来了。”金光一称。

　　兆易创新的策略是做百货商店，即通过各种灵活组装的方式，可以为用户提供差异化的解决方案。

　　既然有差异化，难免就有同质化。甚至Arm内核之间也会有重叠的部分，例如起初M3内核的MCU可用于低成本，之后M4内核的MCU也可以做低成本的产品，实际并不矛盾，因为市场的需求本来就是差异化的，如果客户习惯用M3平台，可以一直在M3平台上做开发；如果客户想尝试最新的Arm内核，可以用M23平台来开发。兆易创新所能做的是向客户提供多样灵活的选择。

　　从兆易创新的实际出货来看，新产品受到很多好评和市场欢迎，出货量很大；但是老产品并没有因为新产品的发布而出货量减少，因为市场应用会有惯性；另外客户本身也有差异化的需求，需要低、中或高端产品，所以兆易创新能做的是满足差异化需求。

　　RISC-V也是如此，与Arm MCU的同质化肯定会有，但兆易创新更看重差异化，即产品的覆盖面，要将覆盖面补全。至于用户究竟是选择Arm还是RISC-V内核，相信用户有他们自己的判断。

　　5 Arm和RISC-V产品的兼容性

　　兆易创新的Arm产品线已经有300多个型号，还在不断完善。在RISC-V领域，兆易创新也想能够做得完善，目标是争取有Arm MCU的地方就会有一个对应的RISC-V的MCU，用户可以在二者之间灵活切换。

　　例如，此次发布的VF103系列就可以和相关的F103产品自由切换，切换的速度非常快，此次发布会已有一些合作厂商展示了解决方案，包括智能小车、微型打印机、空气净化器等。同理，如果是基于RISC-V开发的，也可以很方便地移植到Arm平台。

　　那么移植的难点在哪里呢？只要注意3个细节的不同：内核、中断机制和调试接口，原有的代码、程序就可以很方便地从Arm移植到RISC-V的MCU，因为兆易创新芯片的底层已保证了完整的兼容性，而且封装、算法和接口控制等都是兼容的，这就是兆易创新打造的“快速通道”的概念。

　　工艺上，为了和Arm类似产品对标，二者工艺是一致的，即此次发布的VF103和原有的Arm MCU——F103都用的是110 nm。

　　在技术支持方面，RISC-V和Arm MCU也是同一技术支持团队。因为虽然是不同的内核，但是已经做到完整的兼容性。

　　6 如何打造RISC-V MCU生态

　　RISC-V能够快速发展，来源于其本身比较灵活和开放的生态。如果众人一起来打造这个生态，它的成熟度和时间就会相对快一些。兆易创新在此能做的是提供硬件的平台，并且围绕着上下游，来牵头完善生态，包括芯片、软件、工具、解决方案、学校/科研机构等。

　　当然不可避免地，RISC-V也面临着碎片化的问题——大家都来做，这个生态最后会变成什么样？所以兆易创新也加入各种联盟/组织，以有效地整合资源，形成一定的气候，并且希望能够在生态建设过程中有一个尽量规范化的发展，避免RISC-V生态过度碎片化的问题。这也是目前RISC-V界都在面对、需要解决的方面。

　　7 通用vs专用

　　为什么RISC-V技术已经应用于某些专用芯片了，而通用芯片（例如兆易此次发布的通用RISC-V MCU）还不多见?实际上，专用芯片针对某些特定的市场可以有一定的出货量，但是对于整个RISC-V技术的普及推广是不够的。兆易创新此次发布通用性MCU，其中一个方面可以推动RISC-V技术的普及发展。

　　另一方面，对于某些细分市场，下一步兆易创新也会推出专用产品，例如低功耗或低价格的产品系列。

　　所以兆易创新立足于把通用市场先做好，如果再往下切入是非常方便的——只要针对某个市场的特定需求，直接把功能进行组合，做SoC是较为容易的。但是如果从特别窄的范围跨到通用领域，难度会较大，也许做一两颗还行，但如果做更多种型号、整条产品线，还要保证十年供货，进行质量认证等，专用芯片厂商做扩展的挑战较大。

　　所以站在产业的角度看，兆易创新先用通用产品去做覆盖，去培养研发的生态。如果需要具体覆盖某些细分领域，包括现在的人工智能需要人工智能加速器，把加速器放进去即可，这样非常灵活。

　　8 两种内核可否集成到一个芯片中

　　百货商店里有各种形式的产品。由于可以灵活组合，完全有可能把Arm内核和RISC-V内核放在一起，只要有这样的市场需求。

　　异构也是一种趋势，现在有很多国外厂商已经推出异构的产品，但是异构的都是同一公司的内核，例如Arm不同内核的异构。兆易创新也可以做跨不同内核的异构，诸如有关安全的功能可以放在RISC-V里，用RISC-V生态，其他周边的控制可以用Arm内核，且二者是兼容的。

　　9 VF103的研发周期有多长

　　兆易创新已经提早布局了，而且本身经验也很丰富了，加上有各种成熟的通信模块，所以研发时间并不是很长。

　　未来，如果有一些客户需要定制化的产品，兆易创新也可以以最快的速度给客户提供定制化的产品。

　　本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第10期第15页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。