Для начала, что такое микроконтроллер? Это очень простой микропроцессор. Микроконтроллеры используются, например, в электросчётчиках и СВЧ-печках. Они управляют автоматической работой стиральных машин, другой бытовой и промышленной техникой. Также они используются внутри жёстких и твёрдотельных дисков, на материнских платах и т.д., и т.п.
В общем, они используются везде, где нужна какая-то автоматизация действий, но не нужны большие вычислительные мощности, а это очень большой спектр применений. Наша микроэлектроника в настоящее время, возрождаясь, начинает создавать теперь и свои микроконтроллеры, что не может не радовать.
Последнее время набирает популярность открытая архитектура набора команд RISC-V. Замечу, что RISC-архитектура, как таковая, как нельзя более подходит для применения в микроконтроллерах за счёт, в том числе, простоты разработки её микроархитектуры (топологии в железе), а архитектура набора команд RISC-V, разработанная под эту RISC-архитектуру, не требует лицензионных отчислений. Всё это снижает итоговую стоимость чипа. Кроме того, программная среда RISC-V унифицирована для всего мира, что облегчает экспорт чипов этой архитектуры.
Так вот, в России начинают разрабатывать и производить микроконтроллеры уже и с этой перспективной архитектурой набора команд. Ниже я представляю два российских микроконтроллера RISC-V.
Миландр К1986ВК025
Почти год назад, 21 октября 2020 года, компания Миландр начала поставки заинтересованным предприятиям инженерных образцов своего нового микроконтроллера К1986ВК025 на базе процессорного ядра BM-310 с архитектурой набора команд RISC-V для приборов учета электроэнергии.
Процессорное ядро RISC-V разработала питерская компания CloudBear. Его производительность сравнима с ядром ARM Cortex-М3, и у него еще есть резервы для улучшения. Микроконтроллер выполнен по технологическим нормам 90 нм.
В настоящее время он производится на фабрике TSMC (Тайвань), но теоретически может быть произведён и в России, так как технологические нормы это позволяют.
Основные характеристики
- Процессорное ядро — RISC-V (BМ-310S CloudBEAR)
- Тактовая частота — 60 МГц
- Напряжение питания (основное) — 2,2...3,6В
- Напряжение питания (АЦП) — 3,0...3,6В
- Напряжение питание (батарейное) — 1,8...3,6В
- Объем памяти программ Flash — 256+8 Кбайт
- Объем памяти ОЗУ — 112 Кбайт
- Объем однократно-программируемой ПЗУ — 16 Кбайт
- Метрологический измерительный АЦП — сигма-дельта 24 бита, 7 каналов
- Аппаратный блок вычисления показаний потребляемой энергии
- Инструментальный АЦП — 10 бит с датчиком температуры
- Интерфейсы — 5xUART, 3xSPI, 1хI2C
- Число пользовательских выводов — 55
- Батарейный домен объемом 512 байт с часами реального времени и детектором фиксации проникновения
- 4 блока 32-разрядных таймеров с 4 каналами захвата событий и ШИМ
- Сторожевой таймер
- Блок подсчета CRC с изменяемым полиномом
- Блок поддержки вычисления симметричных криптографических алгоритмов
- Блок генератора случайных чисел
- Блок детектора изменения тактовой частоты
- Блок детектора изменения напряжения питания (основного и батарейного)
- Блок оптического детектора
- Блок генерации шума в цепи питания
- Защитная экранная сетка
- Интерфейс отладки — JTAG
- Тип корпуса — QFN88 (10 х 10 мм)
- Рабочая температура от минус 50С до +85С
Микрон MIK32
Микроконтроллер предназначен для применения в устройствах интернета вещей, включая охранные системы, сигнализации, системы мониторинга, телеметрии, умного дома и управления климатом, беспроводную периферию, интеллектуальные сети, уличное освещение и промышленную автоматизацию.
Имеет развитию периферию и аппаратный криптографический блок, поддерживающий отечественные ГОСТ в области защиты информации.
Данный чип доступен для заказа всеми желающими. Его цена, как следовало из временно появлявшейся на сайте информации — 450 рублей при заказе от 500 000 шт. Сейчас цена убрана, но её можно узнать по запросу.
Планируется, что объем производства только для нужд российского рынка составит более 900 тысяч микросхем в год.
Технические характеристики
- максимальная рабочая частота 32 МГц;
- объем встроенной памяти ОЗУ 16 Кбайт;
- объем встроенной памяти EEPROM 8 Кбайт;
- объем встроенной памяти OTP 256 бит;
- четыре источника тактирования;
- два домена питания: – напряжение питания основного домена от 2,97В до 3,63В; – напряжение питания батарейного домена от 2,5В до 3,63В; – напряжение питания аналоговых блоков домена от 3,15 В до 3,45В; – динамический ток потребления основного домена не более 50 мА; – динамический ток потребления батарейного домена не более 2 мА;
- диапазон рабочих температур от -40°С до +85°С;
- повышенная предельная температура среды +150°С;
- пониженная предельная температура среды -60°С;
- количество контактных площадок кристалла – 72;
- количество выводов кристалла – 64;
Заключение
Таким образом, собаки лают, а караван идёт. Возможно, в ближайшие годы появится и настоящий универсальный процессор с открытой архитектурой набора команд RISC-V. Как он себя покажет, пока неизвестно. Очень много скепсиса на этот счёт. Говорят, что такая архитектура будет плохо работать для универсальных процессоров.
Честно говоря, я не вижу каких-то аппаратных причин, почему она будет плохо работать. Ведь всё зависит от качества её микроархитектуры. В общем, поживём-увидим.
На сегодня всё. Ставьте лайки, пишите комментарии и подписывайтесь на мой канал. Удачи!