国产芯片替代指南:五款高性能RISC-V 芯片盘点

科技   2024-11-27 17:00   广东  
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RISC-V的架构设计遵循“最小化指令集、最大化性能”的原则,采用简单、标准化的指令集设计,指令集架构采用模块化的设计,它由基本指令集、标准扩展和可选扩展组成。其中,基本指令集包括简单的数据操作、分支和跳转指令,为实现最基本的计算功能提供支持。标准扩展则包括浮点运算、原子操作、加密、向量操作等,以支持更高级别的计算。可选扩展则为特定应用提供额外的功能,如高级模拟、多媒体处理和机器学习等。


相较于主流的X86或ARM架构,RISC-V的自由开放和模块化设计使其具有极高的可定制性,可以根据不同应用的需求进行定制,此外,RISC-V兼容其他指令集,可以与其他指令集协同工作,从而为不同的应用提供更加灵活的解决方案。


一直以来,RISC-V架构不仅因为开源开放的特性降低了开发者的准入门槛和成本,其还具有指令集精简、可扩展和高度兼容的特性。RISC-V的灵活性、可扩展性和可伸缩性为开发者提供了前所未有的设计自由度,这些特性和愿景令RISC-V架构备受开发者尤其是中国开发者的青睐。


我爱方案网团队搜集整理了5家厂商的RISC-V芯片产品,筛选出“中国工程师最喜欢的五大RISC-V芯片”。


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一、先楫HPM6750



HPM6700/6400系列MCU是先楫的高性能实时RISC-V微控制器,为工业自动化及边缘计算应用提供了极大的算力、高效的控制能力及丰富的多媒体功能,主要应用领域包括光伏逆变器、工业机械臂、伺服驱动器、楼宇控制PLC等

内核方面,RISC-V内核支持双精度浮点运算及强大的DSP扩展,HPM6750旗舰型号双核主频高达816MHz,创下了高达9220 CoreMark和高达4651 DMIPS的MCU性能新记录。HPM64G0高性能型号单核主频达到1GHz,超过5600 CoreMark,创下微控制器性能新纪元。


二、乐鑫ESP-C3


ESP32-C3 是一款安全稳定、低功耗、低成本的物联网芯片,搭载 RISC-V 32 位单核处理器,支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE),为物联网产品提供行业领先的射频性能、完善的安全机制和丰富的内存资源。ESP32-C3 对 Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的双重支持降低了设备配网难度,适用于广泛的物联网应用场景。


三、泰凌微TL751X
TL751X 以其高性能、多协议和高集成度成为高端市场和复杂应用场景首选,广泛应用于智能音箱、电竞耳机、电竞手柄等场景。性能方面,TL751X 支持蓝牙5.4技术,并采用双核RISC-V处理器及Hifi-5 DSP的多核架构,提供高性能音频处理能力,其中,MCU和DSP的核心频率分别达到300MHz,配备1.75MB的SRAM和最大32MB的闪存容量。


在无线音频应用方面,TL751X硬件编解码器支持高达24bit/768kHz的音频采样率,其中ADC的信噪比和总谐波失真加噪声(SNR/THD+N)分别达到106dB和80dB,DAC的性能则分别为120dB和90dB。


四、兆易创新GD32VF103



GD32VF103系列RISC-V MCU提供了108MHz的运算主频,以及16KB到128KB的片上闪存和6KB到32KB的SRAM缓存,gFlash®专利技术支持内核访问闪存高速零等待。Bumblebee内核还内置了单周期硬件乘法器、硬件除法器和加速单元应对高级运算和数据处理的挑战。


该系列芯片采用2.6V-3.6V供电,I/O口可承受5V电平。配备了1个支持三相PWM互补输出和霍尔采集接口的16位高级定时器可用于矢量控制,还拥有多达4个16位通用定时器、2个16位基本定时器和2个多通道DMA控制器。全新设计的中断控制器(ECLIC)提供了多达68个外部中断并可嵌套16个可编程优先级,以增强高性能控制的实时性。


五、全志科技D1



D1 是全志科技首款基于RISC-V指令集的芯片,集成了阿里平头哥64位C906核心,支持RVV,1GHz主频,可支持Linux、RTOS等系统。同时支持最高4K的H.265/H.264解码,内置一颗HiFi4 DSP,最高可外接2GB DDR3,可以应用于智慧城市、智能汽车、智能商显、智能家电、智能办公和科研教育等多个领域。


D1集成H.265/H.264 4K解码和SmartColor2.0 后期处理,可提供完美视频娱乐体验。D1还支持3个ADC、2个DAC、3个I2S/PCM、8个数字麦克风,可提供完美的语音交互解决方案。其丰富的外设接口包括:RGB、LVDS、MIPI DSI、USB、SDIO、EMAC、TWI、UART、SPI、PWM、GPADC、LRADC、TPADC、IR TX&RX等,极大方便了产品扩展。此外,D1采用低电压、低漏电的先进工艺设计,增强型散热封装提升了产品的散热特性。该芯片工作于工业级工作温度,具有长达10年的芯片寿命。


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