2020年05月29日 | 从核而起 国产MCU之独立路

如果从数量上来说，MCU才是名副其实的微处理器之王。在汽车、工业、消费、通信等行业中，通用电子产品上都至少拥有一颗MCU。据IC Insights研究报告，2019年全球MCU的出货量已达到了342亿颗，又创历史新高。

打造高性能国产MCU，一直是不少企业为之努力的方向。但在美国商务部发布对华为的一纸禁令后，如何打造一个真正独立可控的MCU生态，就成了一道难解的问题。对于此，上海芯旺微电子(ChipON)用自主研发的MCU内核和自己建立的生态系统，给出了很好的答案。

内核独立

熟悉MCU的人都知道，ARM公司是这个领域的隐形之王。瑞萨、ST、TI、NXP、Microchip等全球最主流的MCU大厂，其主要产品线都是清一色的ARM内核。国内市场情况相似，诸多MCU公司都采用了ARM授权的内核。华为事发以后，不少公司已经开始对采用“外核”感到担忧。

芯旺微电子没有盲目随大流，而是一直在坚持自己的技术路线。从研发MCU开始，芯旺就立志将独立开发内核进行到底。经过了十多年的探索和市场磨砺，丰硕的成果终于回馈了芯旺的努力。基于自主内核KungFu的MCU凭借优异的系统性能和高可靠性，已经成功应用于全球多家世界500强和国内知名企业，累计出货超过5亿颗。2019年底，芯旺又推出基于KungFu自主内核架构的32位KF32 MCU，宣告自己跨入32位MCU的时代。

KungFu内核是国人自己的内核，无需任何人进行授权，自然完全避免了被禁用的风险。芯旺微为这个内核开发了独立的指令集和架构，使产品拥有超高的开发自由度。

回顾MCU的发展史，很多国际大厂都曾拥有自己的MCU内核，但最后皆被ARM内核一一所取代。十年来，芯旺微电子顶住了这种巨大的压力，在认清市场规律后，不断打磨KungFu内核，最终用高可靠和低功耗两大特色赢得了市场的认可。

芯旺微电子开发的用于工业的通用8位MCU—KF8F系列，经历了十年的发展，多代产品的迭代，现已成为该市场不可或缺的重要组成部分。高可靠性、高安全性的车规级MCU——KF8A系列，在19年中更是一气扩充了17款新品，让整个市场为之瞩目。因为汽车市场对MCU有着近乎严苛的要求，无论是温湿度，还是抗干扰能力、可靠性和稳定性，都需要达到很高的水准。同时，AEC-Q100和ISO-16949、ISO-26262等汽车安全认证通过难度极大，挡住了很多希望进入这个市场的厂商。在如此高难度挑战下，芯旺微用KungFu内核的稳定表现，最终越过了这些障碍，也打破了国外巨头多年的垄断。

迄今为止，芯旺微电子已成功向应用市场推出了KF8F、KF8L、KF8A、KF8TS、KF8S等多种8位MCU产品和KF32A、KF32F、KF32L、KF32LS等32位MCU产品。

差异化创新

在KungFu 8内核取得成功的基础上，KungFu 32历经6年研发而成，吸取了芯旺微电子多年的设计精华，在保持一贯低功耗特色的同时，性能上也不亚于国际大厂。其运算能力高达120M/150DMIPS；在先进工艺制程下，ESD可以达到8KV(HBM)，EFT可以达到4.2KV，在32位MCU产品中属于最高等级；多I/O也是新产品的一大亮点，100PIN@94个I/O,48PIN@45个I/O，平均I/O占用率高达94%，是同类产品中最高比例。

总结起来，KF32系列在保证和提升高可靠性能的同时，进一步实现了在低功耗、高可靠、高性能三方面的极致均衡，补齐了这三者都兼容的短板，树立了低功耗高性能高可靠32位MCU新标杆。

KF32的出现也打破了国内32位MCU市场同质化严重的局面。当前，ARM架构的32位MCU市场占有率已经超过一半，直接的结果就是新产品很难实现差异化，最后只能进入不断杀价竞争的怪圈。如果要完全掌控产品的规划、定义和设计，就需要以独立自主的内核作为基础。

“使用KungFu架构，相比其他架构更容易实现差异化创新。例如定义产品时能实现其他架构没有的特色功能，包括外设资源、通信接口等等，可以更好地满足客户的特殊需求。”芯旺微电子VP丁总表示。

在竞争白热化的市场，国际巨头掌握了多重优势，仅有国产替代的定位，是无法赢得份额的。只有从根本上掌控产品的开发，贴近客户的需求，才能实现差异化创新，完成弯道超车。

可以预想到，自主KungFu内核是国内芯片设计领域差异化路径的一个典范，最终将给下游终端应用市场带来巨大创新。

赢得生态

ARM的成功在于建立了非常庞大而完备的生态，只要进入该体系，就能迅速进入市场。对走独立自主发展路线的国产MCU来说，建立自己的生态也是必要的。

开发工具是建立生态最重要的一环。芯旺微电子能提供自主研发的开发工具，包括集成开发环境、C编译器和仿真器，真正意义上实现了从芯片到工具链的全自主。

以IDE为例，ChipON IDE KF8是ChipON自主研发的一款集成开发环境软件，它支持标准的C语言编程和汇编编程。它功能简洁、界面美观，除了代码编辑、项目管理、程序下载、硬件仿真这些基本的功能，它还有视图管理、熔丝位配置、硬件资源视图、自动识别关键字等人性化的功能。另外，ChipON IDE KF8完美支持了中文路径名称和中文项目名称。

支持C语言编程最为关键，它提高了工程师的上手速度。据悉，一个原本使用ARM架构MCU的工程师，最快一天就能上手KF32系列。因为KungFu开发无关乎设计语言和流程，工程师采用目前行业里工业级成熟、稳健的设计方法就能使用KungFu MCU。

同时，芯旺微还提供了完善的资料和丰富的教学资源，并专门建立社区，从而实现了与开发者的良好互动。

对于开发工程师来说，无论是面对国产内核，还是洋架构，最终衡量的标准都是该MCU是否易于使用。如果一个产品，不能实现对工程师的友好，不能真正触及开发中的痛点，再怎么打爱国情怀牌都是徒劳的。在这一点上，芯旺微电子看得很清楚，也做得很到位。