繼人工智能處理器平臺“周易”和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信息安全方案“山?！敝?，安謀中國(Arm China)日前推出面向物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的輕量級實時處理器“星辰”系列。安謀中國產(chǎn)品研發(fā)副總裁劉澍解釋說，之所以取名“星辰”，寓意在中國國內(nèi)，該產(chǎn)品系列能夠像啟明星一樣冉冉升起，為產(chǎn)業(yè)帶來更多賦能。GNdEETC-電子工程專輯

值得一提的是，安謀中國僅用了17個月，就推出了這款處理器的第一個EAC版本，包含了團(tuán)隊/技術(shù)環(huán)境搭建、項目立項、高質(zhì)量IP交付，這在Arm研發(fā)歷史上幾乎是沒有的。GNdEETC-電子工程專輯

地道中國CPU

目前，安謀中國的產(chǎn)品分為兩類，第一類稱之為衍生性產(chǎn)品，即開發(fā)技術(shù)是基于某一家公司的，比如此次發(fā)布的“星辰”系列首款產(chǎn)品STAR-MC1處理器，即屬于衍生類產(chǎn)品。但在經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)分析之后，安謀中國方面確認(rèn)“星辰”系列不會受到美國進(jìn)出口管制影響，能夠持續(xù)支持中國客戶；第二類產(chǎn)品叫獨(dú)立性產(chǎn)品，就是產(chǎn)品的開發(fā)、定義、架構(gòu)都是由安謀中國自己完成，例如“周易”平臺，從一開始的架構(gòu)、微架構(gòu)式指令集到設(shè)計，都是由中國團(tuán)隊來完成的。GNdEETC-電子工程專輯

“STAR-MC1是一顆支持Arm架構(gòu)的國產(chǎn)化處理器，從產(chǎn)品定義到設(shè)計完成，再到最后的交付，都是在中國完成的，確實是一顆國產(chǎn)CPU?！眲硎荆仓\中國所做的工作，在任何時候都會是在合法合規(guī)的情況下來完成的，不僅要符合美國所定義的進(jìn)口管制，還需要考慮中國未來是不是有進(jìn)出口管制，所以任何時候都要做到合法合規(guī)，這是前提。GNdEETC-電子工程專輯

可能大家覺得Arm做CPU應(yīng)該很有經(jīng)驗，但劉澍說，對安謀中國這樣一家新公司而言，從團(tuán)隊組建、立項、設(shè)計，到最后完成驗證，實際用時非常短。他們面對的挑戰(zhàn)，一方面是要做出高質(zhì)量高可靠性的產(chǎn)品，另一方面又要適合客戶的快節(jié)奏、快速上市、快速命中應(yīng)用市場的需求。但非常幸運(yùn)的是，在立項、設(shè)計過程中，來自中國的合作伙伴在產(chǎn)品定義、市場定位等方面提供了大量信息，這對定義出一個對的產(chǎn)品和交付出一個對的產(chǎn)品是非常關(guān)鍵的。GNdEETC-電子工程專輯

智能+互聯(lián)+安全

STAR-MC1處理器基于Armv8-M架構(gòu)設(shè)計，與Arm Cortex-M內(nèi)核保持一致。性能方面，在保持1.5 DMIPS/MHz & 4.02 Coremark/MHz計算能力的同時，繼承了V7和V8結(jié)構(gòu)中的DSP指令和浮點指令計算單元，與上一代Arm處理器相比，同頻性能提升20%。GNdEETC-電子工程專輯

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作為系統(tǒng)級方案的安全基石，TrustZone技術(shù)的引入并不令人意外。按照劉澍的說法，整個TrustZone安全方案可以把運(yùn)行環(huán)境隔離成安全區(qū)和非安全區(qū)，一些非常敏感的運(yùn)行程序，包括服務(wù)程序可以放在安全區(qū)里運(yùn)行，一些應(yīng)用型程序則可以放在非安全區(qū)域里執(zhí)行。通過硬件的隔離可以保證服務(wù)程序或者是敏感數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)得到很好的保護(hù)，無論是A級別還是M級別處理器均是如此，這是TrustZone一貫的概念，對生態(tài)的可延續(xù)性非常友好。GNdEETC-電子工程專輯

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“STAR-MC1的創(chuàng)新性在于，我們把整個Cache的結(jié)構(gòu)引入到M級別的處理器里，這個特色可以充分提高我們在系統(tǒng)級上的性能和效率?！眲f，在以前的微處理器設(shè)計中，為了節(jié)省面積和成本，大多都沒有使用緩存技術(shù)，導(dǎo)致處理器數(shù)據(jù)的讀取都要通過總線或是外部存儲實現(xiàn)，這對系統(tǒng)的效率和功耗是很大的浪費(fèi)。GNdEETC-電子工程專輯

為了在一個通用的設(shè)計之上給用戶提供更大的靈活性，便于其進(jìn)行自我定義和擴(kuò)展，安謀中國還為合作伙伴植入了兩個新的用于定制化擴(kuò)展的重要特色：協(xié)處理器接口和可定制指令集。也就是說，如果用戶希望在STAR-MC1這樣一款通用型處理器上增加FFT或編解碼加速功能，以突出其在細(xì)分市場中的特色，那么就可以通過接入?yún)f(xié)處理器快速完成。此外，通過自定義指令集，把所需要做的有特色的操作固化在CPU的流水線里面，提供一個非常高效的執(zhí)行效率，同時也對客戶的知識產(chǎn)權(quán)做了很好的保護(hù)和差異化。GNdEETC-電子工程專輯

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與其他自由選取擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)體系不同，Arm方面始終秉持“單一架構(gòu)體系”理念，并認(rèn)為維持一個統(tǒng)一穩(wěn)定的架構(gòu)體系，對所有的軟件開發(fā)者和工具開發(fā)者來說，更易于互聯(lián)、互通和互用。因此，在這一理念下，星辰處理器和Arm本身研發(fā)的處理器共享工具鏈的IDE環(huán)境、操作系統(tǒng)、編譯器和仿真器，并在內(nèi)部合作伙伴的開發(fā)過程中得到了驗證，交付給客戶開發(fā)的一套工具也都能無縫的將此前Arm生態(tài)的優(yōu)勢帶入到星辰處理器的開發(fā)中去。GNdEETC-電子工程專輯

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截至目前，星辰處理器擁有30個授權(quán)客戶，21家客戶已經(jīng)開始進(jìn)行項目的集成與設(shè)計，涉及通用MCU、互聯(lián)芯片、系統(tǒng)控制、汽車電子、存儲、定位、傳感器控制等多個領(lǐng)域，其中有7個項目已經(jīng)開始流片。在媒體分享會上，靈動微電子、全志科技以及華大北斗等合作伙伴代表也分享了各自利用星辰處理器進(jìn)行開發(fā)的情況。GNdEETC-電子工程專輯

靈動微電子董事長兼總經(jīng)理吳忠潔認(rèn)為一顆出色的MCU，應(yīng)該在以下四方面有過人之處：足夠的安全性、豐富的連接性、低功耗、出色的可靠性。而之所以選擇了星辰系列，主要是因為同樣的工藝下，STAR-MC1比Cortex-M4大概要高出10%-20%的性能，這對靈動微來說有就巨大的吸引力。另外，基于對安全性的要求，星辰系列整體上內(nèi)核指令集采用的是Arm研發(fā)流程，包括最終的驗證(validation)，整體上也都是按照Arm英國的標(biāo)準(zhǔn)要求來做的，品質(zhì)上有保證。而整體研發(fā)是大陸來做，供應(yīng)鏈體系比較安全，因此選擇了這款國產(chǎn)處理器。GNdEETC-電子工程專輯

Armv8-M架構(gòu)更高的性能和能效比、Arm環(huán)境的支持、浮點和定點運(yùn)算的DSP LPA單元和對TrustZone的支持，是全志科技選擇星辰的依據(jù)?；凇靶浅健碧幚砥鞯娜綢oT芯片XR806具有低功耗、高性能、安全性等特點，支持Wi-Fi和藍(lán)牙5.0協(xié)議，能滿足智能家居對各種復(fù)雜場景的連接的需求。全志科技模擬互聯(lián)事業(yè)部研發(fā)副總裁潘攀指出，除此之外，星辰處理器相比原來的Cortex-M4做了很多升級和擴(kuò)展，解決了之前開發(fā)時遇到的不少痛點，這也是吸引他們的重要原因。GNdEETC-電子工程專輯

與Cortex-M“左右互搏”？

劉澍表示，在星辰系列定義之初，安謀中國一方面充分聽取和發(fā)掘了國內(nèi)眾多合作伙伴的需求和對應(yīng)用的理解，另一方面，也與Arm團(tuán)隊進(jìn)行了充分的溝通、討論和印證，最終才投入研發(fā)。GNdEETC-電子工程專輯

“我們在定義新產(chǎn)品的時候，不會去定義一個和Arm現(xiàn)有處理器高度重合的產(chǎn)品，而是希望這是一個非常獨(dú)特的、有技術(shù)創(chuàng)新的，并且是過去所沒有的一個產(chǎn)品?！彼f，從安謀中國的角度來看，更希望自己的產(chǎn)品能成為一個“中國的體系”，有明確的路線圖可以持續(xù)發(fā)展。換句話說，大家可以認(rèn)為Cortex-M是Arm CPU體系一個系列的名稱，而星辰是安謀中國一個系列的名稱。GNdEETC-電子工程專輯

星辰處理器和Arm Cortex-M系列的相同之處首先來自系統(tǒng)層面，兩者的IP對外在的系統(tǒng)和客戶來說是相同的，CMSIS標(biāo)準(zhǔn)軟件庫的支持也是一樣的；從硬件角度看，總線接口的集成，以及整個低功耗的管理的方法這些對外的接口也都是幾乎一樣的，從而保證了用戶在使用時不會因為習(xí)慣上產(chǎn)生變化而承擔(dān)風(fēng)險，或?qū)υO(shè)計帶來困難。GNdEETC-電子工程專輯

不同之處在于星辰處理器帶來了新指令架構(gòu)的升級和能夠提升系統(tǒng)效能的新存儲器子系統(tǒng)，并吸取了中國客戶的建議，加入了Flash Interface的外部操作，這是在過去Arm CPU里所沒有的創(chuàng)新。同時，這次新架構(gòu)的升級與可定義化指令集的推出，安謀中國和Arm劍橋團(tuán)隊分別在“星辰”和M55兩個系列上保持了同步的節(jié)奏，考慮到兩款產(chǎn)品完全不同的定位，這也印證了安謀中國團(tuán)隊在執(zhí)行力、設(shè)計能力、驗證能力上的突出能力。GNdEETC-電子工程專輯

“總結(jié)來說，外在相同，但是內(nèi)在不同。它可以在行為上保證所有Arm生態(tài)過去的優(yōu)勢得以繼承，這對我們的用戶非常有幫助。”劉澍說。GNdEETC-電子工程專輯

安謀中國在國內(nèi)進(jìn)行星辰IP授權(quán)的時候，也做了一些不同于以往Arm處理器的決定，無論是在商務(wù)層面還是配置層面上都較為靈活。考慮到星辰處理器的CPU內(nèi)核、Cache、TCEM、Flash Interface或者是浮點處理器、定制化指令都是高度可配置，所以客戶可以根據(jù)這個選擇來進(jìn)行自身設(shè)計，而安謀中國也會根據(jù)客戶不同的選擇，定義出更加靈活的價格和方案，以不同的模式來支持客戶。 GNdEETC-電子工程專輯

目前，安謀中國正在基于Arm v8.1架構(gòu)體系設(shè)計新一代處理器，新產(chǎn)品將在人工智能數(shù)據(jù)處理能力上有更大的提升。同時，安謀中國也會繼續(xù)關(guān)注中國IoT市場的發(fā)展特色，既支持全球化、通用化可授權(quán)處理器，也助力本土廠家細(xì)分市場領(lǐng)域的需要，滿足高可配置、高定制化等不同的要求。GNdEETC-電子工程專輯

劉澍最后強(qiáng)調(diào)稱，安謀中國會一直用產(chǎn)品來踐行中國智能生態(tài)領(lǐng)航者的愿景，充分理解中國市場與客戶的需求，提供貼身的服務(wù)和本土的客戶共同成長，這是安謀中國跟Arm相比要做得更加貼近市場的承諾。GNdEETC-電子工程專輯