芯耀
368
珠海極海半導(dǎo)體有限公司，隸屬于納思達(dá)集團(tuán)，自2019年成立以來，迅速在集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)中占據(jù)一席之地。極海依托母公司在加密ASIC領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累，快速拓展了產(chǎn)品線，進(jìn)入了工業(yè)、汽車電子、消費(fèi)電子以及新能源等多個(gè)領(lǐng)域。公司通過持續(xù)創(chuàng)新和深耕技術(shù)，成功推出了一系列高性能、低功耗的集成電路產(chǎn)品，涵蓋MCU、DSP、混合信號IC等領(lǐng)域。
隨著全球?qū)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%BA%E8%83%BD%E5%8C%96/">智能化、高性能控制系統(tǒng)需求的增長，極海半導(dǎo)體的G32R501系列實(shí)時(shí)控制MCU/DSP，憑借其卓越的性能、雙核架構(gòu)、創(chuàng)新的算法加速能力和強(qiáng)大的安全防護(hù)功能，成為了多個(gè)高端應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)支撐。
G32R501的核心架構(gòu)與性能優(yōu)勢
極海半導(dǎo)體實(shí)時(shí)控制MCU/DSP產(chǎn)品線高級產(chǎn)品經(jīng)理盧鵬升
在機(jī)器人、工業(yè)自動化、新能源汽車等行業(yè)，G32R501以其精準(zhǔn)的控制能力、高效的算法執(zhí)行能力、以及極高的可靠性，滿足了這些行業(yè)對高集成度、低功耗、快速響應(yīng)、高精度以及安全性等各方面的嚴(yán)格要求。在本屆松山湖IC設(shè)計(jì)論壇上，極海半導(dǎo)體實(shí)時(shí)控制MCU/DSP產(chǎn)品線高級產(chǎn)品經(jīng)理盧鵬升詳細(xì)介紹了G32R501的性能優(yōu)勢。
G32R501系列實(shí)時(shí)控制MCU/DSP是極海半導(dǎo)體推出的最新一代高性能嵌入式控制芯片，專為高動態(tài)、高精度、高爆發(fā)的實(shí)時(shí)控制應(yīng)用設(shè)計(jì)。G32R501采用Arm Cortex-M52雙核架構(gòu)，并結(jié)合了極海自研的紫電數(shù)學(xué)指令擴(kuò)展單元（VMMU）。這款芯片的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為復(fù)雜的機(jī)器人控制、工業(yè)自動化、能源管理、新能源汽車等領(lǐng)域提供強(qiáng)大的處理能力和高效的算法執(zhí)行能力。
G32R501的核心架構(gòu)基于Arm Cortex-M52內(nèi)核，屬于Arm v8.1-M架構(gòu)的最新一代處理器。相比于以往的Cortex-M4F和Cortex-M33內(nèi)核，Cortex-M52提供了更強(qiáng)的性能和更高的集成度。G32R501的主頻高達(dá)250MHz，內(nèi)置單/雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元，支持Arm Helium?技術(shù)（矢量擴(kuò)展方案MVE），并通過自研紫電數(shù)學(xué)指令擴(kuò)展單元（VMMU）進(jìn)一步提升了計(jì)算能力，極大縮短了數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)間并降低了CPU訪問延遲。
與傳統(tǒng)單核MCU相比，G32R501采用雙核架構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠充分滿足現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)對高并行計(jì)算和高效資源調(diào)度的需求。每個(gè)核心可以獨(dú)立處理不同任務(wù)，這種設(shè)計(jì)不僅提升了性能，還能實(shí)現(xiàn)更高效的任務(wù)并行處理，特別適用于需要實(shí)時(shí)響應(yīng)、并行計(jì)算的復(fù)雜控制任務(wù)，如機(jī)器人運(yùn)動控制、電機(jī)控制、能源管理等應(yīng)用。
紫電數(shù)學(xué)指令擴(kuò)展單元
G32R501的另一個(gè)關(guān)鍵創(chuàng)新在于其內(nèi)置的紫電數(shù)學(xué)指令擴(kuò)展單元（VMMU）。該單元能夠顯著加速數(shù)學(xué)運(yùn)算，特別是在處理復(fù)雜的算法時(shí)，能夠極大地縮短計(jì)算時(shí)間，提升系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。這一創(chuàng)新的設(shè)計(jì)使得G32R501在進(jìn)行數(shù)字信號處理（DSP）、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）、機(jī)器人控制等任務(wù)時(shí)，具備更高的處理效率和更低的響應(yīng)延遲。
G32R501的紫電數(shù)學(xué)指令擴(kuò)展單元不僅支持常見的數(shù)學(xué)運(yùn)算，還能通過硬件加速復(fù)雜的算法任務(wù)，例如快速傅里葉變換（FFT）、卷積計(jì)算等，這使得G32R501在處理信號傳輸和實(shí)時(shí)控制方面表現(xiàn)出色，滿足了機(jī)器人和工業(yè)自動化中對精度和實(shí)時(shí)性的雙重需求。
應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)器人、工業(yè)自動化與新能源汽車
G32R501在多個(gè)高端應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)了強(qiáng)大的潛力，尤其在機(jī)器人控制、工業(yè)自動化和新能源汽車等行業(yè)，憑借其高性能、高集成度以及極高的安全性，成為這些領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的一部分。
隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人和農(nóng)業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，對控制系統(tǒng)的要求越來越高。G32R501能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)復(fù)雜的控制策略，提供精確的算法加速，滿足高爆發(fā)、高動態(tài)、高精度的控制需求。在機(jī)器人系統(tǒng)中，G32R501能夠快速處理傳感器數(shù)據(jù)，執(zhí)行高精度控制任務(wù)，同時(shí)通過其強(qiáng)大的安全機(jī)制，保證系統(tǒng)在各種異常情況下仍能穩(wěn)定運(yùn)行。
在工業(yè)自動化領(lǐng)域，G32R501為伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等電機(jī)控制任務(wù)提供了強(qiáng)大的支持。通過高精度PWM、靈活可編程邏輯單元和高采樣率ADC等外設(shè)，G32R501能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)電機(jī)速度、位置和扭矩等參數(shù)，確保工業(yè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性。此外，G32R501還能夠進(jìn)行故障診斷和安全保護(hù)，為工業(yè)自動化系統(tǒng)提供了全面的保障。
在新能源汽車領(lǐng)域，G32R501的高溫適應(yīng)性和強(qiáng)大的數(shù)字信號處理能力使其在電池管理、電機(jī)控制等關(guān)鍵系統(tǒng)中具有廣泛應(yīng)用。通過高效的數(shù)據(jù)采集、控制算法和電池管理策略，G32R501能夠有效提高新能源汽車的能源效率和控制精度。同時(shí)，G32R501的高安全性設(shè)計(jì)使其能夠滿足新能源汽車行業(yè)對功能安全和可靠性的嚴(yán)格要求。
高集成與安全性
在集成度和安全性方面，G32R501同樣展現(xiàn)了極海半導(dǎo)體的技術(shù)優(yōu)勢。G32R501集成了豐富的感知、控制外設(shè)和靈活的外設(shè)互聯(lián)系統(tǒng)，支持150ps分辨率的高精度PWM、3.45MSPS采樣率的12位ADC等。這些高性能的外設(shè)使得G32R501能夠高效地處理復(fù)雜的控制任務(wù)，并廣泛應(yīng)用于各類創(chuàng)新應(yīng)用中。
G32R501在安全性方面的設(shè)計(jì)堪稱其核心優(yōu)勢之一。芯片內(nèi)置代碼安全保護(hù)模塊，能夠確?？蛻舻拇a和數(shù)據(jù)無法被未經(jīng)授權(quán)的第三方訪問，從而有效保護(hù)客戶的知識產(chǎn)權(quán)。此外，G32R501還支持丟失時(shí)鐘檢測電路，能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，避免控制系統(tǒng)的失效。
G32R501符合IEC 61508 SIL2功能安全認(rèn)證和AEC-Q100車規(guī)級可靠性認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，支持在-40℃至125℃的寬溫工作范圍內(nèi)運(yùn)行，確保在惡劣環(huán)境條件下仍能保持高度可靠性。這使得G32R501特別適用于要求高安全性的行業(yè)應(yīng)用，如汽車電子、工業(yè)自動化以及能源管理等。
IAR的嵌入式開發(fā)工具支持
為了進(jìn)一步提升開發(fā)效率，極海半導(dǎo)體與全球領(lǐng)先的嵌入式開發(fā)工具供應(yīng)商IAR合作，推出了全面支持G32R501系列MCU/DSP的開發(fā)工具——IAR Embedded Workbench for Arm。IAR的開發(fā)工具為開發(fā)者提供了強(qiáng)大的編譯優(yōu)化、調(diào)試、代碼分析和功能安全支持，使得開發(fā)者能夠更加高效、穩(wěn)定地開發(fā)和部署基于G32R501的智能嵌入式系統(tǒng)。
IAR的工具鏈采用行業(yè)領(lǐng)先的編譯優(yōu)化技術(shù)，能夠提升G32R501的運(yùn)行性能，特別是在處理復(fù)雜的DSP任務(wù)和機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，Helium矢量擴(kuò)展（MVE）和紫電數(shù)學(xué)指令擴(kuò)展單元的支持使得系統(tǒng)響應(yīng)更加迅速。此外，IAR工具鏈還支持多核調(diào)試、實(shí)時(shí)系統(tǒng)分析和功能安全開發(fā)，為開發(fā)者提供了全面的開發(fā)支持。
“極海始終以客戶需求為導(dǎo)向，IAR Embedded Workbench作為行業(yè)主流工具鏈，可以進(jìn)一步完善G32R501系列實(shí)時(shí)控制MCU的生態(tài)開發(fā)支持，滿足客戶對高性能和高可靠開發(fā)工具的需求，助力客戶提升產(chǎn)品性能、加速產(chǎn)品上市。”盧鵬升表示。
