三套方案教你玩转多核RISC-V架构国产MCU

多核的微控制器(MCU)向来是设计上的一大挑战，尤其是多核异构的设计。而MCU双核作为其中的精简版本，凭借其超强的处理性能和便捷开发的特性，很快受到业界的好评。

MCU芯片是一种内部集成了微处理器、存储器、外设接口和定时器等多种功能的单芯片微控制器。MCU芯片小巧、功能强大、易于控制和集成，因此在许多电子产品中得到了广泛的应用。本文将介绍MCU的主要应用领域及如何使用MCU。

家电产品

MCU芯片在家电产品中的应用非常广泛，如空调、冰箱、电视、洗衣机、电烤箱等。在这些产品中，MCU芯片可以实现温度控制、湿度控制、定时控制、故障检测等功能，提高了产品的智能化程度和可靠性。

汽车电子

MCU芯片在汽车电子中的应用也非常广泛，如引擎管理系统、车身控制系统、音频系统、安全系统等。在这些系统中，MCU芯片可以实现数据采集、处理、控制、通信等功能，提高了汽车的性能、安全性和舒适性。

工业自动化

MCU芯片在工业自动化领域中的应用也非常广泛，如PLC控制器、工业机器人、智能仪表、传感器等。在这些应用中，MCU芯片可以实现数据采集、处理、控制、通信等功能，提高了工业自动化的智能化程度和生产效率。

消费电子

MCU芯片在消费电子领域中的应用也非常广泛，如手机、平板电脑、智能手表、智能音箱等。在这些产品中，MCU芯片可以实现数据处理、通信、定时控制等功能，提高了产品的智能化程度和用户体验。

医疗器械

MCU芯片在医疗器械领域中的应用也非常广泛，如心电图机、血压计、血糖仪、呼吸机等。在这些应用中，MCU芯片可以实现数据采集、处理、控制等功能，提高了医疗器械的可靠性和准确性。

作为业界领先的MCU设计公司，先楫半导体先后推出了几款高性能MCU双核产品，集成 2 个 RISC-V 处理器，其中HPM6700系列两个核的最高主频都可以达到816MHz。下面将全方位给大家介绍双核的使用和操作方法以及相关芯片的介绍。

双核MCU的三种使用方法推荐

不论是在RAM中运行，还是片上Flash运行，双核固件均是存储在Flash上。客户根据应用场景，选择在上电后将双核各自的镜像从Flash中装载到RAM中执行或者基于Flash片上执行。

根据应用场景，选择合适的运行方式，推荐以下几种：

方案一：Core0 加载到RAM运行，Core1加载到RAM运行

RAM区域可以是各自的ILM，也可以片上的SRAM，或者是SDRAM。当然，装载CODE的RAM区域各自都是独立的。此方案应用与双核固件均占用小，可完全装载到RAM中运行。

固件存储位置：Core0和Core1的固件均存放在Flash指定区域(Flash分区规划)。上电后，BootRom 从指定Flash区域装载Core0镜像到指定RAM运行（type:debug/release）,Core0运行后从指定Flash 区域装载Core1镜像到指定RAM，然后运行Core1。

方案二：Core0基于flash xip(flash片上执行)运行，Core1加载到RAM运行

此方案应用与Core0核固件占用大， Core1核固件占用小。通常将Core0用来做应用复杂交互，Core1用来做高实时性，高性能的触发逻辑。

固件存储位置：

1). Core0和Core1的固件各自存放在Flash的指定区域(Flash分区规划)。

优点：Core0和Core1可单独OTA。

缺点：需要维护两个固件BIN文件，并存放到各自的区域中。

2). Core1的固件以数组(只读区)镜像的方式存储在Core0的固件中，Core0固件存放在Flash指定区域；官方例程中使用此方案。

优点：只维护一个固件。

缺点：Core0和Core1不可单独OTA。

方案三：Core0基于flash xip0(flash片上执行)运行，Core1基于flash xip1(flash 片上执行)运行

此方案应用与Core0核和Core1核固件均很大，双核均无法满足放到RAM中运行。

注意：由于双核均基于flash片上执行，如果使用同一个flash XPI，会出现并发访问Flash的情况导致未知异常发生；如果强制顺序访问，访问效率极低，严重拖垮CPU运行速率；故不建议两个核使用同一个flash XPI片上执行。建议使用XPI0和XPI1各自外挂一个FLASH，分别用于Core0 Flash xip0和Core1 Flash xip1。

固件存储位置：Core0和Core1的固件存储在各自外挂的Flash的指定区域中。

先楫半导体产品介绍：

HPM6700/6400 系列产品是先楫半导体推出的高性能高实时 RISC-V MCU 旗舰产品，目前已经量产。与国际竞品相比，HPM6700系列芯片单核运行主频即可达到惊人的816MHz，在CoreMark跑分测试中，HPM6700获得了9220的高分，成功刷新了国际MCU领域的性能记录。

在具体性能方面，HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 内核，支持双精度浮点运算及强大的 DSP 扩展，主频频率创下了MCU 性能新纪录，是目前市场上高性能MCU的理想之选。此外，该系列芯片还配置了高效 L1 缓存和本地存储器，加上 2MB 内置通用SRAM，极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。

HPM6700/6400系列芯片还拥有强大的多媒体支持能力和丰富外设接口，其适配的LCD显示控制器可支持高达1366x768 60fps的八图层RGB显示支持，支持图形加速功能，可支持双千兆以太网，IEEE1588，双目摄像头。并具有4个独立的pwm模块，每个模块可生成8通道互补PWM，及16通道普通PWM、3 个 12 位高速 ADC 5MSPS、1 个 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 个模拟比较器等多个接口。

在安全性方面，HPM6700/6400系列芯片集成了 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎，支持固件软件签名认证、加密启动和加密执行。

先楫半导体推出的HPM6300全系列产品采用晶心Andes D45 RISC-V内核，支持双精度浮点运算。模拟模块包括16bit-ADC，12-bit DAC和模拟比较器，配以多组纳秒级高分辨率PWM，为马达控制和数字电源应用提供强大硬件支持；通讯接口包括了实时以太网，支持IEEE1588，内置PHY的高速USB，多路CAN-FD及丰富的UART，SPI，I2C等接口。（已量产）

HPM6300的主频达到648MHz, 并具有FFA协处理器，能实现FFT/FIR快速计算，具备3个16位的ADC、10/100M以太网等，适合工业自动化、电网等行业应用，如工业自动化领域的伺服驱动器、PLC、工业控制器，电网的DTU、断路器等产品。

不仅在性能方面表现优异，HPM6300同时也是一款高性价比的产品，其高实时性、互联性、16位ADC的特性，一经推出就获得了自动化、电网、新能源客户的认可。目前已在行业头部客户中导入产品设计，在FFT、AI推理性能上超越了传统的DSP。

在工业领域，电机驱动是整个自动化的基础应用，如用于CNC机床、机器人的伺服驱动器，用于新能源汽车的主驱、压缩机驱动等。由于这些行业本身的发展和需求增加，对MCU提出了更高的要求，如高算力、高实时性、16位ADC、单芯片多轴控制等。

HPM6200是先楫半导体推出的高性能、高实时、高精度混合信号的通用微控制器系列，为精准控制而生，主要应用领域包括新能源，储能，电动汽车，工业自动化等。（2023Q1量产）

与国际品牌T公司C2000相比，先楫半导体HPM6200系列CPU性能实现了超越。HPM6200主频600MHz，而C2000在200MHz以内；

对比国际品牌S公司的G4系列，HPM6200系列在CPU性能、16位ADC、PLA等性能和功能上实现超越。

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