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深度解析 | 基于HPM6450的RISC-V核心板究竟有哪些過人之處?

先楫半導體HPMicro ? 2025-02-08 13:45 ? 次閱讀

本文導讀隨著AIoT時代的到來,RISC-V作為新興架構,其精簡及開源的特性在物聯網的應用領域有很大的優勢,為此ZLG致遠電子推出MR6450系列是基于先楫HPM6450的全新RISC-V核心板,本文詳細為大家介紹其具體參數與典型應用。

MR6450核心板性能如何?—

MR6450系列核心板基于先楫半導體的HPM6450IVM1開發,主頻高,支持高速數據處理能力,具有豐富的通信接口,適合于工業控制儀器儀表電機控制等應用場合。

核心特點:

  • 單核32位 RISC-V 處理器,816MHz主頻,高于9000 CoreMark和4500以上的DMIPS性能,支持雙精度浮點運算、DSP擴展及硬件圖形加速,內置大容量片上SRAM 2MB;
  • 板載8MB/32MB SDRAM,8MB QSPI Flash;
  • 支持2.4GHz WiFi 及Bluetooth 4.2;
  • 雙千兆以太網,iperf測試帶寬大于900Mbps,也可配置成百兆模式;
  • 支持IEEE 1588 PTP規范,時間同步精度可達17ns;
  • 四路CANFD接口,最高速率可達8Mbps;
  • 多種通信接口:15路UART,4路SPI,4路I2C
  • 雙路高速USB2.0,內置PHY;
  • 4個PWM定時器,調制精度可達2.5ns,3個12位ADC,1個16位ADC。

— RISC-V架構有什么優勢?—

在介紹RISC-V架構優勢之前,簡單了解下RISC-V架構:

RISC-V,一般被念做:risk five。V,即羅馬數字5。該指令集是RISC系列指令集的第五代產品,誕生于2010年;

RISC-V是一種基于“精簡指令集(RISC)”原則的開源指令集架構,它不是一款CPU芯片,甚至不是一個完整的指令集,它是指令集規范和標準。

RISC-V最大的特性在于精簡及開源,可以避免專利和授權的問題,為一些像物聯網對成本敏感的領域提供了新的選擇。與上個世紀開始設計的x86和ARM指令集相比,在設計時融入了現代設計理念,使其架構本身也具有一定的優勢:

  • 更低成本、更靈活地針對不同應用領域進行處理器的定制和優化;
  • 提升編程效率。受益于精簡的架構及模塊化的特性,RISC-V架構的指令數目非常的簡潔。基本的RISC-V指令數目僅有40多條,加上其他的模塊化擴展指令也總共只有幾十條指令。

—芯片介紹 —

HPM6450IVM1是先楫半導體的高性能實時RISC-V微控制器,為工業自動化及邊緣計算應用提供了極大的算力、高效的控制能力及豐富的多媒體功能。以下為HPM6450IVM1芯片功能框圖:

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應用案例:工業網關 —

工業網關作為數據采集及數據轉發的重要設備,它是實現工業互聯的基礎設備。實現工業網關至少應滿足以下三大關鍵指標:

1. 數據采集能力

有更多的通信接口、更高的傳輸精度和采集速率。

2. 可靠傳輸能力

  • 有較寬的工作溫度范圍及強抗電磁干擾能力;
  • 有多種通信方式,支持有線和無線互為備份,支持多中心通信,更加安全可靠。

3. 邊緣計算能力

  • 現場采集的實時數據需在網關內部進行本地存儲、處理及分析后上傳到后臺服務器,減少單個傳感器和后臺服務器的計算負擔。

而基于工業網關的應用,MR6450系列核心板能提供很匹配的解決方案。下面是基于MR6450核心板的一款協議轉換網關的系統架構,該方案有一路隔離RS485、一路隔離CANFD及一路標準百兆以太網,具有靈活的配置功能,可輕松實現Modbus協議數據至CANFD數據間的無縫轉換。

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采用MR6450核心板的優勢:

1. UART、CAN、ADC、PWM等接口數量較多,其中ADC最高支持16位高精度 ADC 2MSPS,PWM調制精度可達2.5ns;2. 工作溫度范圍為-40~85℃,且已通過EMC測試。支持千兆以太網及WiFi/Bluetooth通信方式,支持IEEE 1588,時間同步精度可達17ns;3. 支持雙精度浮點運算及強大的DSP擴展,主頻高達816MHz,創下了高達9220 CoreMark和高達4651 DMIPS的MCU性能新記錄。

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