芯昇科技CM32M433R-START開(kāi)箱評(píng)測(cè)
CM32M433R-START開(kāi)箱評(píng)測(cè)
1.概述
中國(guó)移動(dòng)芯昇科技發(fā)布CM32M4xxR，該芯片基于RISC-V內(nèi)核的MCU，性能主要對(duì)標(biāo)Cortex-M4。如今RISC-V架構(gòu)的通用MCU在市場(chǎng)上也并不少見(jiàn)，但是該芯片也有其自己的特點(diǎn)，在探索應(yīng)用領(lǐng)域方面也有自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)。
最開(kāi)始拿到CM32M433R-START這個(gè)板子，板子設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，接口很多，但是板載資源比較少，與前幾年比較熱門(mén)的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板不太一樣，從芯片CM32M4xxR的特點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，主頻是144MHz，待機(jī)功耗3uA，動(dòng)態(tài)功耗113uA/MHz。
資源方面，可以查看下面的圖表
| 特性 | 資源 |
|---|---|
| 內(nèi)核 | 芯來(lái)科技N308內(nèi)核（RV32IMACFSPU） |
| 主頻 | 144MHz |
| 存儲(chǔ) | 內(nèi)置512KB Flash、144KB SRAM |
| U(S)ART | 3 * USART、4*UART |
| SPI | 3 |
| QSPI | 1 |
| I2C | 4 |
| CAN | 2 |
| XFMC | 1 |
| ADC | 4 |
| GPIO | 最多97 |
| DMA | 2 |
| WWDG | 1 |
| IWDG | 1 |
| 定時(shí)器 | 2*高級(jí)定時(shí)器，4*通用定時(shí)器 |
從上面的表格來(lái)看，主要值得關(guān)注的是riscv擴(kuò)展架構(gòu)，支持除了一般RISCV都會(huì)支持的RV32IMAC，另外還有F(單精度浮點(diǎn))，S(監(jiān)督模式Supervisor Mode)，U（用戶模式User Mode），P(DSP)。支持了這些擴(kuò)展，賦予了該芯片特殊的用途。當(dāng)加入了S與U擴(kuò)展，可以做TEE，安全加密等用途，而P擴(kuò)展的加入，賦予了該MCU多媒體計(jì)算加速功能。在應(yīng)用領(lǐng)域方面。官方宣傳應(yīng)用領(lǐng)域主要是：智能門(mén)鎖、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、交互面板、測(cè)控終端、學(xué)生教育、消費(fèi)電子相關(guān)領(lǐng)域。
2.上手體驗(yàn)
CM32M433R-START只需要接上Micro USB與電腦相連，即可實(shí)現(xiàn)板子程序下載與串口調(diào)試功能，不需要額外的串口模塊與額外的調(diào)試器。其實(shí)是CM32M433R-START板載了調(diào)試芯片，支持了調(diào)試功能。其原始接口支持4-wire JTAG與2-wire JTAG調(diào)試接口。支持J-Link硬件與RV-Link調(diào)試器。
芯片的編程IDE，采用的是NucleiStudio，其IDE底層設(shè)計(jì)也是屬于RISC-V MCU中常用的eclipse進(jìn)行的整體功能的支持。與兆易創(chuàng)新GD32VF103類(lèi)似，在IDE的引導(dǎo)下，可以一步一步創(chuàng)建一個(gè)工程。
該IDE創(chuàng)建工程提供了很多的示例程序支持，這對(duì)于芯片的使用與功能的開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，也是非常的重要的。
該芯片例程配合NucleiStudio軟件包管理功能，使用起來(lái)還是比較方便的。從上手難度上來(lái)看，該芯片上手還是相對(duì)比較容易的，例程也比較多。與GD32VF103芯片的 RV-STAR總體上手難度差不多。例程豐富，底層庫(kù)基本上都是開(kāi)源的。但是有一些加密算法庫(kù)似乎是通過(guò)庫(kù)函數(shù)的方式進(jìn)行提供，目前未看到源代碼實(shí)現(xiàn)。
底層驅(qū)動(dòng)庫(kù)，算法庫(kù)，以及DSP使用都有著豐富的例程。這些對(duì)于芯片使用者來(lái)說(shuō)，還是可以做出一些上層應(yīng)用功能出來(lái)。與其他同類(lèi)型RISC-V MCU類(lèi)似，都是一種國(guó)產(chǎn)芯片的替代方案。
在ARM芯片替代上,可能最大的區(qū)別就是中斷管理，這部分CM32M433R-START采用了與兆易創(chuàng)新GD32VF103一樣的設(shè)計(jì)ECLIC，關(guān)于ECLIC的分析可以參考下面的文章：
淺析riscv中的plic與eclic
其他的編程方式應(yīng)該都差不多。做應(yīng)用開(kāi)發(fā)應(yīng)該沒(méi)有太多難度。
3.DSP功能
這芯片相比之前的RISCV MCU，特色之一應(yīng)該就是DSP支持。但是這也需要硬件、工具鏈、庫(kù)三者配合才能使用的很好。
因?yàn)樽龅讓榆浖难芯，所以?duì)這部分我也做了一點(diǎn)研究，從庫(kù)和編譯器方面進(jìn)行簡(jiǎn)單的使用體驗(yàn)。
NucleiStudio自動(dòng)的編譯器是支持DSP擴(kuò)展的，也就是可以采用DSP指令進(jìn)行編程，庫(kù)方面，采用的是NMSIS庫(kù)提供上層函數(shù)，直接支持利用頭文件提供的DSP函數(shù)功能進(jìn)行編程，這與ARM的CMSIS基本的使用方式上是一樣的。
因?yàn)橹苯邮謱?xiě)DSP匯編，對(duì)于上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)還是比較復(fù)雜的。提供頭文件進(jìn)行編寫(xiě)也是一種非常好的方式。
因?yàn)檠芯窟^(guò)一段時(shí)間的DSP自動(dòng)向量化，所以也想在該芯片上測(cè)試一下。
在優(yōu)化等級(jí)中選擇O3優(yōu)化后。
uint32_t example5(const uint8_t *restrict in, const uint8_t *restrict in2)
{
uint32_t sum = 0;
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
sum += in[i] * in2[i]; /* => maddr32 */
}
return sum;
}
在函數(shù)中寫(xiě)一段C語(yǔ)言測(cè)試代碼，通過(guò)編譯后的elf文件。
可以看到和加運(yùn)算確實(shí)會(huì)被dsp自動(dòng)向量化，關(guān)于dsp自動(dòng)向量化功能，只能從一定程度上生成對(duì)應(yīng)的DSP指令，很多智能化的操作還需要riscv編譯器的不斷支持和完善，這也是編譯工具鏈不斷智能化的一個(gè)重要的推進(jìn)方向。如果需要人為的去操作DSP指令，則借助NMSIS庫(kù)也是非常好方式。
4.與其他RISCV MCU比較
之前接觸過(guò)類(lèi)似于兆易創(chuàng)新的GD32VF103，沁恒CH32V103，中科藍(lán)訊AB32VG1，樂(lè)鑫的ESP32C3等等。
國(guó)產(chǎn)RISCV MCU 沁恒CH32V103上手體驗(yàn)
GD32VF103 RISCV開(kāi)發(fā)板試用體驗(yàn)
在資源上CM32M4xxR確實(shí)有著一定的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力，有著內(nèi)置512KB Flash、144KB SRAM，特別是加入了tee以及DSP擴(kuò)展，使得其應(yīng)用的領(lǐng)域可以更加廣一些。MCU比起來(lái)確實(shí)有著一定的進(jìn)步。但是我覺(jué)得還不夠好，既然已經(jīng)有了DSP以及單精度浮點(diǎn)的支持，完全可以在音視頻方面提升一些特點(diǎn)出來(lái)。特別是語(yǔ)音編解碼，圖像編解碼以及語(yǔ)音攝像頭采集圖像方面做出一定的設(shè)計(jì)。
總體上來(lái)說(shuō)，CM32M4xxR作為通用的MCU，其功能完全可以說(shuō)是riscv mcu中性能較好的芯片，由于目前還沒(méi)有進(jìn)行coremark的跑分測(cè)試數(shù)據(jù)，其評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法量化，但是從資源的豐富程度上來(lái)說(shuō)也是優(yōu)秀的芯片了。
5.總結(jié)
對(duì)于CM32M4xxR的芯片，外設(shè)資源以及指令支持都還是不錯(cuò)的，只是作為一款通用的MCU來(lái)說(shuō)，可以更加突出應(yīng)用特點(diǎn)也許會(huì)更好。市面上的RISCV MCU越來(lái)越多，其易用性，價(jià)格，穩(wěn)定性，出貨等等都是重要的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)移動(dòng)芯昇科技是中國(guó)移動(dòng)旗下的子公司，其研發(fā)能力和市場(chǎng)資源還是很不錯(cuò)的。只是期待CM32M4xxR能夠做出更多的市場(chǎng)應(yīng)用，為推動(dòng)RISCV MCU生態(tài)發(fā)揮出重要的作用。
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編輯：admin 最后修改時(shí)間：2022-05-08
