|
|
51CTO旗下网站
|
|
移动端

平头哥宣布开源RISC-V内核MCU芯片设计平台

开源 MCU 芯片设计的平台目标群体包括芯片开发者、IP 供应商、高校及科研院所等,开发者可以基于该平台设计面向细分领域的定制化芯片。

作者:包永刚来源:雷锋网|2019-10-22 08:52

本文转自雷锋网,如需转载请至雷锋网官网申请授权。

开源 MCU 芯片设计的平台目标群体包括芯片开发者、IP 供应商、高校及科研院所等,开发者可以基于该平台设计面向细分领域的定制化芯片。

平头哥在乌镇互联网大会上宣布开源 MCU 芯片设计平台,这是国内首家开源芯片设计平台的公司,也是平头哥继玄铁 910、无剑 SoC、含光 800 之后的又一款新品。

开源 MCU 芯片设计平台的目标群体包括芯片开发者、IP 供应商、高校及科研院所等,开发者可以基于该平台设计面向细分领域的定制化芯片,IP 供应商能够研发原生于该平台的核心 IP,高校和科研院所则可开展芯片相关的教学及科研活动。

一、国内首个开源芯片设计平台

MCU 芯片设计平台包含处理器、基础接口 IP、操作系统、软件驱动和开发工具等模块。这个开源平台搭载玄铁 902 处理器,提供 UART、SPI、I2C、Timer、PWM 等多种 IP 以及驱动。其中,玄铁 902 基于 RISC-V 架构,兼容 RV32EMC 指令集,采用 2 级极简流水线,适用于对功耗和成本极其敏感的 IoT 应用。未来,平头哥还将开放更多 IP 和玄铁处理器。

2019 年 8 月,平头哥发布了一站式芯片设计平台无剑,无剑能够提供稳定可靠的设计平台和验证平台,在测试、流片等环节帮助用户节约大量成本和时间,将芯片设计成本和设计周期压缩 50% 以上。此次开源的 MCU 芯片设计平台属于无剑平台基础组件,平头哥希望通过这种方式,把芯片设计的基础共性能力共享给整个行业。

在开源平台上,用户不需要斥巨资作前期投入去设计基础组件 IP,要做的是专心定义好碎片化的场景和需求,把面向领域的功能 IP 设计好、验证好,快速完成芯片量产。

平台开源代码包括基础硬件代码和配套软件代码两部分,现已公布在 GitHub 开源社区(链接:https://github.com/T-head-Semi)。

二、32 位 MCU 能做什么?

MCU 和开源并不新鲜,但把 MCU 平台开源却有不一样的意义。MCU(Microcontroller Unit)中文可以译为微控制单元,又称单片微型计算机,与计算机类似,MCU 有 CPU、内存、计数器、USB 等接口。上世纪七十年代,英特尔推出了一款功能有限的 8 位 MCU。如今,MCU 已经广泛应用于通信、消费电子、汽车电子、工业控制等领域。比如在汽车领域,平均每辆汽车需要使用 70 颗以上的 MCU,高端豪华车使用的 MCU 数量可能高出一倍多,并且,随着汽车智能化的发展,每辆汽车搭载的 MCU 数量还将增加。

不过,不同产品需要不同数量的 MCU,性能也有高低之分。8 位 MCU 在很长一段时间统治着市场,市调公司 Gartner 在 2014 年全球微控制器市占率分析报告中指出,全球首款 8 位 MCU 推出 42 年之后,其市场份额仍高达 39.7%,高于 16 位 MCU 21.8% 和 32 位 MCU 38.5% 的市占率。

直到 2015 年,MCU 市场才发生巨大的转折。IC Insights 2015 年的市场研究报告显示,2015 年全球 MCU 市场规模达到 168 亿美元,出货量为 255 亿颗。32 位 MCU 出货量超过 4 位、8 位、16 位 MCU 出货量的总和,而且未来几年将保持 30% 左右的高速增长。

这种转变非常重要的推动力就是物联网以及汽车电子的需求。与计算机或智能手机相比,物联网设备主要的功能并不是计算,而是实现传感、通信、下达控制指令等功能,但随着物联网设备智能化水平的提升,计算的需求也更高,这也就可以理解 32 位 MCU 在物联网领域的应用高于 8 位和 16 位 MCU。

平头哥将适用于 AIoT 时代的 MCU 称为新一代 MCU,具备 AI 能力和云端接入能力是它们与传统 MCU 芯片最大的不同。在 AIoT 时代,绝大部分 IoT 设备都需搭载下一代 MCU 芯片。IC Insights 就预测,2016-2020 年间 32 位 MCU 的物联网市场规模复合年增长率为 17.6%,复合年增长率为 25.6%,远高于 32 位 MCU 市场整体 10% 的增长。

三、新一代 MCU 平台开源的意义何在?

但是,物联网市场一个非常显著的特点就是应用的多样化。也就是说,物联网特别是融合 AI 技术的 AIoT 市场,将会出现许多非常多样的产品。标准、通用的 32 位 MCU 不能满足所有 AIoT 应用低功耗、低成本的需求,定制化 MCU 的重要性就突显出来。不过,芯片行业有长周期、高投入、高风险的特性,想要定制一款芯片难度非常大。

此时,开源看起来是个不错的选择。中科院计算所研究员、先进计算机系统研究中心主任,中国开放指令生态联盟秘书长包云岗指出,关于降低行业门槛,互联网领域有个比较成功的经验是开源软件。他在 CCF 主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)承办的 CCF-GAIR 2019 上演讲时提到,开源软件能把互联网创新的门槛降低,用户可以很容易地构建一个 APP,90% 可以使用开源代码,用户只需要写 10%,甚至更少的代码就可以完成自己的功能,实现想要做的业务。此外,开源软件还提升了互联网企业的技术自主能力,让他们有能力去 IOE,在软件层次上不像芯片那样受制于人。

包云岗表示,芯片领域如能借鉴这种开源理念,芯片开发迭代的周期就可能从年变成月甚至周,成本也可能从千万亿级降到百万甚至十万级。

“但现在要做到这点很难,因为开源芯片存在一个死结:芯片开发投入很大,投入那么多做出来的设计、芯片、IP,不会愿意拿出来开源共享;所以用户只能高价购买 IP,还要进行 IP 集成验证以降低风险,这个环节也需要很大投入。“

但他相信,我们有可能在开发环节打破死结。在芯片设计领域,开发环节有些新的趋势正在出现。其中一个大的背景,便是 AIoT 场景带来的很多新机遇。

这样看来,平头哥开源 MCU 芯片设计平台就有可能打破这种死结。根据官方的说法,平头哥共享芯片设计能力以及量产能力,是希望改变芯片设计行业的基本流程,让芯片设计企业更加专注于 IP 设计,尤其是面向领域的、有竞争力的 IP 设计。

特别是,从 RISC-V 内核开源开始,硬件开源已经成为一种趋势和潮流。PC 时代和移动互联网时代,所有技术都由芯片公司和 OS 公司引领,行业标准也由几家大公司定义。这种格局的优势在于开发便利、生态建立迅速,但也存在巨大劣势,比如资源过度集中,产品形态非常有限,创新设计越来越少。

RISC-V 指令集本身就开源,并且其最大的特点就是可扩展性,可以针对不同的场景和性能需求进行定制,从这个角度来说,平头哥开源基于 RISC-V 内核的 MCU 芯片设计平台能够降低想要进入 AIoT 市场开发者的门槛。

四、开源背后的平头哥模式

自去年云栖大会宣布成立以来,平头哥先后发布三款产品,今年 7 月发布高性能 RISC-V 架构处理器玄铁 910,8 月和 9 月又接连发布 SoC 芯片平台“无剑”、云端推理芯片含光 800,“端云一体“产品系列雏形初显。

平头哥之所以能够快速推出多款芯片,一方面是有阿里巴巴集团在软硬件方面的积累,另一方面,平头哥整合了达摩院和去年收购的中天微。中天微是成立于 2001 年的芯片公司,以 32 位高性能低功耗嵌入式 CPU、芯片架构授权为核心业务,在被收购前就已经有 7 亿片芯片的出货量,应用于智慧城市、智慧家居、多媒体等领域。

显然,平头哥并没有用传统的方式参与芯片市场。发布无剑平台时,平头哥就提出了芯片设计的“平头哥模式”,具体而言,平头哥模式以无剑平台为核心,面向应用领域全栈开放集成,实现处理器、算法、操作系统等软硬件核心技术的深度融合,打破传统通用芯片时代 IP 授权商用模式成本高、使用难、周期长的局限,为企业提供芯片设计的全栈技术能力。

MCU 开源平台是无剑平台的基础组件,两者差别在于,开源平台支持用户进行进行 IP 和芯片的开发验证,无剑则能为客户提供一站式芯片设计服务,包括代理生产、封装、测试等供应链管理服务,芯片产品的落地及市场验证服务等等,是涵盖芯片研发、量产、落地的全链路支持。

MCU 开源平台可以视作是对平头哥一再宣称的“芯片基础设施提供者”角色的注解,也向外界进一步透露了平头哥的玩法和野心。

不难发现,平头哥虽然是芯片领域的新玩家,但站在阿里巴巴的软硬件技术基座之上,又恰逢 AIoT 引领的新一轮技术变革期,平头哥无论是商业模式还是产品上都更容易进行创新。

五、雷锋网小结

互联网巨头们用互联网模式颠覆了社交、零售、交通、支付等多个传统领域。如今,平头哥又提出了芯片设计的平头哥模式,并且随着无剑平台和开源 MCU 芯片设计平台的推出,平头哥已经开始助力芯片行业,通过芯片设计平台降低芯片设计的门槛,推动 AIoT 时代的发展。其中,开源 MCU 芯片设计平台能够降低 AIoT 芯片开发者的门槛,够吸引更多人加入 AIoT 市场,而无剑平台则能够帮助企业进行芯片的量产和在 AIoT 市场的落地。

至于市场的接受度,目前无剑已经与清微智能、大华、云天励飞、博雅鸿图、杭州微纳等一批芯片公司合作。对于平头哥模式的长期效果,我们拭目以待。

【编辑推荐】

  1. 2019年六个不错的数据分析工具
  2. 搞定Linux Shell文本处理工具,看完这篇集锦就够了
  3. 史上最全 Windows 安全工具锦集
  4. MySQL常见的图形化工具
  5. 数据分析师必备的9大技能,大多数人只知道一半
【责任编辑:张燕妮 TEL:(010)68476606】

点赞 0
分享:
大家都在看
猜你喜欢

订阅专栏+更多

CentOS 8 全新学习术

CentOS 8 全新学习术

CentOS 8 正式发布
共16章 | UbuntuServer

244人订阅学习

用Python玩转excel

用Python玩转excel

让重复操作傻瓜化
共3章 | DE8UG

222人订阅学习

AI入门级算法

AI入门级算法

算法常识
共22章 | 周萝卜123

190人订阅学习

读 书 +更多

Microsoft SQL Server 2005 技术内幕:T-SQL查询

本书是Inside Microsoft SQL Server 2005系列四本著作中的一本。它详细介绍了T-SQL的内部构造,包含了非常全面的编程参考。它提供了使用Tra...

订阅51CTO邮刊

点击这里查看样刊

订阅51CTO邮刊

51CTO服务号

51CTO官微