導讀:Renesas瑞薩電子希望在ARM微控制器和處理器市場上迎頭趕上,但也希望看到新興的RISC-V內核和新的高端人工智能(AI)加速器,以促進物聯網(IoT)中的機器學習。與此同時,與Arduino的交易旨在推動其芯片...
瑞薩電子希望在ARM微控制器和處理器市場上迎頭趕上,但也希望看到新興的RISC-V內核和新的高端人工智能加速器,以促進物聯網(IoT)中的機器學習。
瑞薩電子執行副總裁兼物聯網和基礎設施業務部門總經理SaileshChittipeddi博士表示,與Arduino的交易旨在將其芯片推向更廣泛領域。
“在過去的幾年里,我們已經做了很多,”Chittipeddi說。“我們主要是加強我們的微控制器和微處理器核心能力,這是業務的核心和靈魂。我們在ARM生態系統中落后了,我們有強大的動力去追趕,而且我們一直在追趕。我們距離成為這個市場的領導者還有很長的路要走,但早期指標很好,”他說。
在下個月的EmbeddedWorld上,首款使用ARMCortex-M85內核(最高性能的微控制器內核)的設備的展示反映了這種追趕的愿望。但隨著最近對英國DialogSemiconductor和以色列Celeno的收購,該公司正在增加更多的無線功能以及全新的FPGA業務。
圖1:瑞薩將展示首款ARMM85芯片。
由于Nvidia收購失敗和現在的公開發行,ARM的未來不確定,該公司也在通過與AndesTechnology和SiFive的交易以及自己的內部開發來尋找RISC-V替代方案。
該公司習慣于處理多指令集架構。多年來,它已經將日立SuperH和三菱微控制器技術納入了自己的專利家族,以及一系列基于ARM的設備。
“另一方面,我們已經向市場推出了我們的首款基于RISC-V的產品,這在我看來非常令人興奮。我們繼續生產RISC-V產品而不是測試芯片的一個主要原因是,許多人談到測試芯片,以確保我們不會落后,”他說。
首批32位內核和設備面向特定應用。一個是電機控制器,另一個是基于語音的設備。因此,這兩個是頭兩個產品,但我們將有一個產品組合,將在未來幾年為某些目標市場推出,”他說。
“在微處理器方面,這是一次重大的重新啟動,因為該業務主要集中在ASICs和高端R-Car設備上。大約三年前,我們又做了一次重大調整,轉向兩類產品。一種是通用微處理器,這是一種64位微處理器,范圍從A53一直到A72AE內核。”
另一方面是用于視覺解決方案的具有DRP動態可重構處理器的嵌入式AI。這是一個前饋神經網絡,而不是卷積神經網絡(CNN),與英偉達或英特爾的同類產品相比,它以非常低的功耗提供了合理的0.5TOPS到10TOPS運算。在我看來,RISC-V將會在不久的將來發展到那個領域。
“這就是我們的計劃,把它發展成那樣的景觀,”他說。“在非常低端,我們添加了一個ARMM33MCU和一個帶BrainChip內核的脈沖神經網絡,并獲得了特定應用的許可——我們已經獲得了需要從BrainChip獲得的許可,包括啟動游戲的軟件。”
“帶有RISC-V的微處理器使我們進入了一個新的應用領域,”他說。“使用RISC-V只是時間問題。我確實看到ARM現在提供定制指令,但我確實看到開放生態系統開始在地緣政治緊張局勢中發揮作用,這將在某些地區提供一些必要的動力,推動生態系統朝著這個方向發展。
“值得稱贊的是,ARM開發的生態系統是無與倫比的,RISC-V即使有強大的支持也很難趕上,這需要相當長的時間。”
因此,瑞薩與Andes和SiFive都有RISC-V內核的交易。
“為了快速進入市場,我們在微控制器上使用了Andes內核,并與SiFive合作。這并不是說我們感到困惑,而是關于上市時間,在內部,我們正在開發自己的優化架構,需要開發的軟件我們也在同時進行。”
英國作為一個重要的設計中心,安全性也至關重要。“我們在安全方面花了很多時間,特別是旁路攻擊、防篡改,超越了ARM的信任區,”他說。“目前,我們認為我們的內部努力以英國和日本的中心為主,顯然邊緣設備更容易受到攻擊。”
圖2:瑞薩進入FPGA業務。
最近對DialogSemiconductor的收購也首次將FPGA技術帶入公司。
“CPU的問題是它們通常是單線程的,多線程的選擇是添加內核。FPGAs的好處是允許多線程,但是費用高,軟件更復雜。Dialog與GreenPak合作開發了一個可配置的引擎,具有5000個門或1000到2000個查找表,繪圖量為20uA,成本為50c或更低,因此您可以看到它為什么能夠很好地與典型的多核CPU競爭。這種趨勢更傾向于一種更快的方法,在這個方向上,我們不需要英特爾或AMD或Lattice或微芯片,他們有更大的馬力。
這些工具是簡化開發的一個重要因素。“通過該軟件,我們提供了HDL和更傳統的Verilog方法,但GreenPak的優點是GUI易于使用,我們正在為ForgeFPGA采用非常相似的方法,因此它易于使用,與GreenPak用戶采用的GUI非常相似,您可以將ForgeFPGA與GreenPak狀態機打包在一起。您可以看到一個集成的解決方案。”
許多微控制器都是基于適合模擬和混合信號外設的傳統工藝技術,而不是前沿技術。然而,這些傳統工藝技術的壓力已經成為芯片短缺的關鍵因素之一。
“我們與我們的代工伙伴裝備良好,特別是在40納米和25納米,這仍然很緊張,但MCU和MPU的大部分是40,25和22納米的內部容量,這是我們未來幾年的發展方向,”他說。“在代工領域,28至180納米是世界上最嚴格的,鑒于設備的交付周期從18個月延長到30個月,這還需要幾年時間才能實現。即使是綠地項目也需要相當長的時間才能上線,所以到時候產能會過剩,但總體而言,好的一面是市場會出現調整,但汽車和工業自動化及數字化領域的整體半導體消費量正在大幅上升,這將推動長期增長。
“我們距離3納米世界還有一段距離。我們最先進的微處理器是7/5納米,但這主要是由工業生態系統中的高端應用驅動的。我們第一次做的是用通用微處理器達到1-2GHz范圍,我們將在微處理器上達到這一性能水平,但這可能是在落后一個級別的節點上。
他計劃明年推出一款主頻超過1GHz的MCU,但核心的組合和連接性才是關鍵。
“我們正在走向一個更少CPU或MPU、更多以人工智能為中心的世界,這將推動智能向邊緣移動的變化,”他說。“這是一個重要的趨勢,推動了以最低功耗實現最大計算能力的需求。
圖3:瑞薩完成Celeno交易后進軍WiFi 6E。
“對我們來說,弱點之一是連通性,因為我們試圖在內部完成所有工作,”他說。“Dialog為我們提供了可穿戴設備、耳塞和耳機的低功耗解決方案,他們為低功耗WiFi提供了2.4GHz解決方案。我們認為我們需要一條通往WiFi 5和6,6E的道路,因為我們看到6E在工業領域發揮著更大的作用,因此在以色列的交易中,我們獲得了2.4GHz、5GHz和6GHz。有了MCU,您需要訪問云,您需要無縫訪問云。”
他說,Arduino交易也很關鍵。
“我們已經與Arduino建立了戰略合作伙伴關系,因為他們擁有3000萬用戶,通過與他們合作,我們認為我們在MCU、傳感器、電源和連接方面有很好的機會,”他說。“我認為Arduino將通過與像我們這樣擁有工業客戶基礎的公司合作,進入更廣闊的應用領域,他們有自己的發展藍圖,因此我們有機會與他們合作。即使是業余愛好者,這也是一條讓大學生今天迷上Arduino的途徑,他們將是明天做出購買決定的工程師。
