关于五款年度最佳MCU产品详细解析

近日，在上海举行的“2021中国IC领袖峰会暨中国IC设计成就奖”颁奖典礼上，有五家公司的MCU产品获得了“中国IC设计成就奖之年度最佳MCU”殊荣。（排名不分先后）

下面分别详细介绍了这5款MCU产品（排名不分先后）：

兆易创新 - GD32E50x Cortex-M33 MCU

GD32E5系列Cortex-M33内核通用MCU产品组合基于Arm Cortex-M33内核设计，采用台积电低功耗40纳米（40nm）嵌入式闪存工艺构建，处理器主频最高可达180MHz，内置硬件乘/除法器并提供了完整的DSP指令集和单精度浮点运算单元（FPU），还配备了全新的硬件三角函数加速器（TMU），可支持矢量、正余弦、指数、平方根、常用对数等数学三角运算，以减轻CPU负担并提高处理效率。GD32E5内置了全新的超高精度定时器 （SHRTimer），它内部拥有5个独立的计数器，可以产生5组2路带死区互补输出的PWM控制信号，频率最高可达11.5GHz，分辨率最快仅为90ps，最高工作性能可达244DMIPS，CoreMark测试可达547分。

GD32E5系列Cortex-M33内核通用MCU全新特性

GD32E5系列MCU包含了GD32E503、GD32E505、GD32E507和GD32EPRT等4个产品系列、23个型号选择，各系列软件和引脚完美兼容，优异的灵活性充分释放Cortex-M33内核的卓越潜能。GD32E5系列MCU具备业界领先的处理能力、功耗效率、连接特性和更经济的开发成本，进一步推动嵌入式开发向高精度工业控制领域扩展，解决数字电源、电机变频、测量仪器、混合信号处理、高端消费类应用等多种功能集成和工作负载需求。

灵动微电子 - MM32SPIN0280系列MCU

MM32SPIN0280系列MCU产品是专门针对电机与电源领域所设计的基于Arm Cortex-M0的高性能微控制器，内核主频96MHz，PWM主频192MHz。QFN20以及TSSOP20极小封装可以实现三相永磁无刷电机（BLDC/PMSM）的FOC驱动；LQFP64的多管脚封装可以实现双电机驱动，内置了两个独立的3MSPS的12位高速高精度ADC，以及四路轨对轨高速运算放大器（OPA），可以极少的外围器件实现三相永磁无刷电机（BLDC/PMSM） FOC驱动算法中的双电阻采样或者单电阻采样的超静音高效方案，特别适用于家用空调室外机、吸尘器、高速吹风筒、伺服驱动器、无人搬运车、净化器风机、洗衣机、电动车以及其他高效率电机驱动设备。产品特色：

工作电压范围2~5.5V

128K字节FLASH，8K字节SRAM

芯片工作温度范围-40°C~105°C

2组独立3MSPS的12位ADC，16通道

5组具有滤波功能的比较器，11通道

3组UART，2组多地址设计的I2C，SPI

2组带有死区功能的高级定时器，支持双电机驱动

MM32SPIN0280系列MCU，同时设计了硬件数学计算单元，以及高主频PWM设计，尤其在三合一空调（压缩机、PFC以及风机）的设计，双轮平衡车、无人自走车这类产品方案，原本需要至少2个MCU以及OPA等外围器件的设计，现大幅度降低了外围器件数量，生产一致性也大幅度提高。销售量自量产后，成长迅速，累积超过千万的出货成绩足以证明其产品优势与特色。

晟矽微电子 - TWS充电仓芯片MC9931

有灵活功能需求充电仓方案中，晟矽微电子TWS充电仓充放电管理专用MCU MC9931可取代专用充放电管理SOC芯片加MCU的双芯片。MC9931有外置MOS的MC9931A0ZQ和内置MOS的MC9931A1ZQ两个型号。MC9931既有专用充放电管理SOC芯片的稳定性，又有MCU的灵活性和集成度。其整体方案的高性价比可从容面对高性能、多功能与低价格诸多需求的挑战。正所谓夫唯大雅，卓尔不群！

硬件资源上MC9931除内置12位高精度ADC模块外，其特殊性在还于集成了BUCK-BOOST模块和两路独立负载检测与独立放电MOS电路，所以其功能可覆盖市场上大部分专用充放电管理SOC芯片而且性价比更高。MC9931还有的增值功能为内置载波通信用于耳机仓和耳机之间的通信。基于MC9931开发的软件可用到包括：8位RISC架构CPU、 2K*16字节OTP ROM、128字节SRAM等在内的资源，给用户提供足够功能的自定义空间。另外，此芯片采用QFN20 3*3封装，更好的支持散热和简化电路设计。

方案原理图：

MOS外置方案MC9931A0ZQ

MOS内置方案MC9931A1ZQ

方案功能特点

5V输入端过欠压保护

电池过充过放保护

充电插入检测

2路负载独立控制和检测，可做通信

负载小电流检测

负载过流保护

放电超时保护

电量指示：1-4颗LED、数码管等多样化

华大半导体-HC32F460

产品性能：

HC32F460系列是基于ARM Cortex-M4 32-bit RISC CPU，最高工作频率168MHz的高性能MCU。Cortex-M4内核集成了浮点运算单元（FPU）和DSP，实现单精度浮点算术运算，支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型，支持完整DSP指令集。内核集成了MPU单元，同时叠加DMAC专用MPU单元，保障系统运行的安全性。此款通用变频控制芯片特别适应于白色家电、电动车辆、无人机、电动工具等量大面广的变频电机应用领域对通用性与价格的要求。

技术创新：

① HC32F460系列集成了高速片上存储器，包括最大512KB的Flash，最大192KB的SRAM。集成了Flash访问加速单元，实现CPU在Flash上的单周期程序执行。轮询式总线矩阵支持多个总线主机同时访问存储器和外设，提高运行性能。总线主机包括CPU，DMA，USB专用DMA等。除总线矩阵外，支持外设间数据传递，基本算术运算和事件相互触发，可以显著降低CPU的事务处理负荷。

② HC32F460系列集成了丰富的外设功能。包括2个独立的12bit 2MSPS ADC，1个增益可调PGA，3个电压比较器（CMP），3个多功能16bit PWM Timer（Timer6）支持6路互补PWM输出，3个电机PWM Timer（Timer4）支持18路互补PWM输出，6个16bit通用Timer（TimerA）支持3路3相正交编码输入及48路Duty独立可设PWM输出，11个串行通信接口（I2C/UART/SPI），1个QSPI接口，1路CAN，4个I2S支持音频PLL，2个SDIO，1个USB FS Controller带片上FS PHY支持Device/Host。

③ HC32F460系列支持宽电压范围（1.8-3.6V），宽温度范围（-40-105℃）和各种低功耗模式。Run模式和Sleep模式下可切换高速模式（8-168MHz）和超低速模式（《8MHz）。支持低功耗模式的快速唤醒，STOP模式唤醒最快至2us，Power Down 模式唤醒最快至20us。

国民技术 N32G/N32L系列

N32G/N32L系列通用安全MCU芯片基于国民技术安全SOC技术架构，采用32位ARM Cortex-M内核，具有高可靠性以及低功耗电源管理特色，集成数模混合电路，并内置多种密码算法硬件加速引擎及安全单元，形成以安全、高性能、高集成度、低功耗、低成本、简单易用为特色的通用安全MCU系列产品。N32G/N32L系列针对不同使用场景可提供各类适配型号，涵盖工业控制、电机控制、智能表计、智能家居家电、医疗健康、消费电子、电池及能源管理、生物识别、通信、机器人、汽车电子等广泛的应用领域。

N32G/N32L系列产品创新技术特点与应用优势：（1）创新推出MCU安全机制，借助安全领域的领先优势，支持MCU内嵌多种安全技术，技术引领物联网广泛应用：

具有安全功能的MCU技术应用创新：支持多种安全功能单元，支持安全启动、多用户分区管理、安全存储、多种高速加解密算法、系统实时安全检测等。为系统稳定运行提供安全保障，为数据存储及传输提供基础能力支撑。

支持多种安全加解密算法：首款支持国密/国际双密码算法，于传统的软件算法，性能提高数10倍以上，系统资源消耗减少5倍以上，实现更快的硬件加速能力。

高性能：同等主频情况下，具有优异的指令处理能力，可实现无等待取指与执行，系统运行更快。

高集成度：集成多种模拟外设、电源管理电路、数模及模数电路、具备较低方案BOM成本优势。

（2）业内领先高性能MCU低功耗技术

针对高性能MCU领域，工艺制程上采用多电源域技术及动态电压调整技术实现极低漏电，达到功耗与性能的极佳平衡，待机功耗低至1uW，动态功耗低至60uA/MHz。

微秒级启动与功耗模式快速转换，具备更加快速的MCU响应处理能力。

（3）单芯片上集成度达到最佳平衡，基于N32G/N32L系列MCU形成的单芯片无磁智能表计方案、6合1单芯片安全智能门锁方案、多电机FOC控制方案等技术解决方案具有行业引领性。

N32G/N32L系列通用安全MCU产品目前已发布达70余款量产型号，已在多个行业领域得到重要客户认可和量产应用。与此同时，更多的型号陆续在研发中，以覆盖全方向、全系列应用为目标，为行业及客户提供完善的解决方案和服务支撑。
编辑：lyn