自1982年推出 TMS32010 DSP 以來，德州儀器 (TI) 就一直是數字訊號處理器 (DSP) 市場的領導者。但相信TI並沒有預想到在1994年推出TMS320C10處理器的時候，這個後來並稱為C2000的產品線會在歷經三十年後，仍能受到市場的熱捧。

據TI高管在早前的一場採訪中所說，C2000之所以能一直被行業內的工程師認可和青睞，就是因為它切中了即時控制這個點。而對於即時控制而言，需要高效能即時CPU、數學運算單元和協處理器單元，還需要ADC和PWM等關鍵控制外設，來幫助開發者實現從感測到執行鏈路的整體最佳化，這正是TI C2000 MCU即時處理核心的競爭力所在。

行業人士也告訴半導體行業觀察，TI C2000能夠獲得當前的地位，主要得益於其擁有強大即時效能、差異化外設支援、豐富解決方案、全面的軟體支援、優秀的人才培養和持續的技術創新。以處理能力為例，據介紹，得益於C28x核心， TMU 與 VMU 等獨特架構和硬體加速單元，TI C2000 能高效處理三角函式、複數等運算，滿足電機控制等複雜場景需求。尤其是在數字濾波、快速 FFT 等方面，TI C2000表現特別出色。

此外，龐大使用者基礎、豐富開發資源和廣泛合作伙伴支援，也是TI C2000歷久彌新的原因之一。

行業人士表示，TI 為 C2000 提供了完整的開發工具鏈、軟體庫、文件資料等，降低了開發難度、縮短了開發週期。同時，TI針對不同數字電源和電機控制等應用方向提供了豐富的參考設計資源，方便工程師進行原型設計及產品開發參考。疊加TI 本身圍繞著C2000開發的一系列演算法庫，讓很多廠商難捨TI。例如，針對電機，TI開發了InstaSPIN演算法，這也是讓他們在這個市場站穩腳跟的另一個殺手鐧。再者，在諸如電動汽車、工業伺服驅動等特定領域，TI C2000 經過長期應用驗證，能很好滿足這些領域的特殊要求，新進入者難以短時間滿足。

以上談到的TI C2000種種優勢，對於任何想進入這個市場的晶片公司來說，都是必須逾越的鴻溝之一。

但是，正如文章開頭所說，打造本土的C2000晶片，刻不容緩。

之所以需要國產C2000，在行業人士看來，這是由多方面的原因決定的。

首先，從TI C2000本身來看，雖然這系列產品備受歡迎，但在某些方面，卻存在“硬傷”。例如儲存資源相對受限、主頻存在瓶頸、核心架構限制、協處理器限制以及軟體相容和生態存在侷限性。

尤其是軟體生態，如大家所見，現在工業界越來越多的使用即時作業系統，而Arm MCU 常常能夠更好地相容主流的作業系統（如FreeRTOS和RT-Thread），這對於需要複雜軟體架構的應用來說是一個重要優勢，也易於使用者進行平臺統一化管理。另外Arm MCU 擁有更為龐大的生態系統和開發者社群，可提供豐富的開發工具、庫和開源專案。這使得開發者在使用 Arm MCU 時能夠更容易找到支援和資源。

於是，從Arm MCU中冒出C2000的替代者，就成為了水到渠成的事情。值得一提的是，就連TI自身也釋出了使用Arm核心的AM263x 系列並取得了成功，這足以證明了Arm替代C28核心的可能性。

其次，從本土晶片產業發展現狀看來。一方面，因為近年來國際貿易形勢變化及缺貨等問題的出現，讓客戶對供應鏈安全產生顧慮。而國產 MCU 廠商以 C2000 為替代目標，推出國產即時控制 MCU，可提供更穩定、安全的供應鏈，降低客戶風險；

另一方面，國產即時控制 MCU 廠商過去幾年裡大多聚焦於汽車和泛能源等市場，這與C2000 的應用領域高度重合，從而驅使國產廠商以 C2000 為目標，能夠更好地滿足自身目標客戶群體的需求，為客戶提供更全面的解決方案；

再者，隨著本土晶圓廠工藝取得新突破，國產 MCU 在效能、質量等方面有了提升的基礎。同時，國產廠商在模擬產品等方面也有了深厚積累，具備了挑戰 C2000 的實力，有機會透過技術創新和最佳化，在即時控制領域實現對 C2000 的替代。

有見及此，為了在高階市場與國際巨頭競爭，國產 MCU 廠商以TI C2000 為目標進行研發和替代，推動開發工具、軟體庫、文件資料等方面不斷完善，構建更豐富、更成熟的生態系統，為國產 MCU 的發展創造良好環境，提升國產晶片的整體競爭力，推動產業升級。

極海半導體，正在成為其中一個重要的參與者。

作為一家擁有20年積體電路設計經驗和嵌入式系統開發能力的企業，珠海極海半導體有限公司在工業級/車規級微控制器、模擬混合訊號IC及系統級晶片方面擁有豐富的行業經驗。經過多年的厚積薄發，公司晶片和方案獲得了客戶的高度認可，公司客戶群體也覆蓋了各行業的頭部企業。據透露，在過去的發展中，極海APM32 工業級MCU出貨量已突破7億顆，車規級MCU也透過ISO 26262 ASIL-B功能安全產品認證和AEC-Q100 Grade1/2車規可靠性認證，並已廣泛量產上車應用於資訊娛樂系統、車身控制、動力系統、以及安全系統等汽車領域，這讓公司有實力和底氣去往更高階市場進軍。

最近，他們正式釋出了基於 Arm® Cortex®-M52雙核架構及支援Arm Helium™技術的G32R501 即時控制MCU，正式宣告入局TI C2000所把持的市場。在極海半導體看來，即時控制MCU需要從架構到設計上支援更低系統時延、高效能控制外設和靈活IP互聯核心等特性，公司的G32R501正是基於這些理解而誕生的。

據介紹，G32R501即時控制MCU基於Arm® v8.1-M架構，其新一代高能效處理器具備出色的即時運算效能，在保持Cortex-M4F、Cortex-M33遷移便捷的基礎上，能實現DSP效能2.7倍與ML效能5.6倍的提升，可滿足大部分即時控制的需求，這主要得益於Arm在該架構上帶來的擴充套件——Helium™。作為Arm® Cortex®-M 處理器系列的 M-Profile 向量擴充套件 (MVE)，如上所述，Helium™技術可為機器學習 (ML) 和數字訊號處理 (DSP) 應用提供顯著的效能提升。

基於上述硬體配置，再借助極海基於ACI的CDE(Customer Datapath Extension)介面，還可以將極海自主研發的紫電數學指令擴充套件單元和Cortex-M52核心完美融合，使其在指令集層面支援FFT運算、複雜數學運算、三角函式、傅立葉變換等多種數學加速運算，從而進一步提升了即時控制運算效率，並顯著降低了CPU訪問時延。

此外。支援TCM，包括資料TCM及指令TCM，將即時控制核心程式碼和資料放入TCM，可大幅提升執行效率；再加上對Arm Helium™技術的支援，有助於大幅提升SIMD運算效能，使的邊緣AI的部署更加簡單高效，觸手可及。

正是得益於這些領先的設計，使得G32R5的單核配置在Flash中執行程式碼的相對TI C2000的執行週期數降低了5.8%（相對週期數越低效能越高）。Louis LU也提到："如果按250MHz主頻換算，這意味著縮短了超過64%的控制環路執行時間！"

除了效能強勁的計算單元，增強型即時控制也是G32R501不得不提的又一個優勢。

據介紹，在這顆MCU中集成了16個高解析度PWM通道（150ps解析度）、4個靈活邏輯塊（FLB）以及UART、CAN、I2C、QSPI和PMBus等多種通訊介面。這讓其擁有了更強悍的擴充套件能力。當中，高效能PWM模組和FLB邏輯塊能夠為高精度即時控制提供了更好的保障。

除了上述的外設，G32R501還集成了3個12 位ADC（3.45MSPS 取樣率）、7個內建12位參考DAC的比較器、7個增強型捕捉模組（CAP）、2個增強型正交編碼器脈衝（QEP）模組和4個Σ-Δ濾波器模組（SDF），得益於這些靈敏感測資源，G32R501的訊號採集能力獲得了進一步的最佳化。

此外，透過整合包括程式碼安全（DCS）、多重安全增強和國際認證與環境適應性在內的多項設計和認證，讓G32R501 在安全性和可靠性方面表現出色，確保其在嚴苛環境中的穩定執行。

據介紹，G32R501提供的全面安全防護功能，可以防止未經授權的訪問和檢視片上安全儲存器及其他安全資源，確保資料和系統的機密性與完整性；丟失時鐘檢測電路、看門狗定時器、暫存器防寫以及糾錯碼（ECC）與奇偶校驗功能的整合，也讓其在安全上獲得更高維度的保障；作為一款對高可靠性有強硬要求的產品，G32R501還符合 IEC 61508 SIL2 安全完整性等級和AEC-Q100 Grade 1 車規可靠性認證標準，並支援寬工作溫度範圍（-40℃ ~ 125℃），這讓其在很多場景的應用中游刃有餘。

從以上引數可以看到，G32R501在與德州儀器F280049/F280025/F280039相容（大部分封裝支援硬體PIN2PIN替換，具體需要結合客戶的管腳功能複用情況評估，軟體只需要 5%~10% 程式碼更改量）的同時，還具備了TI同類產品所不具備的優勢。例如，G32R501的Flash及SRAM資源比競品大客戶專案程式碼無需基於專案最佳化，維護更簡單，比如ADC通道數比C2000多。正是這些領先的配置，讓G32R501在與模擬晶片龍頭最新推出的、集成了NPU的28P55進行對標時，也不落下風。

為了簡化工程師的開發工作量，極海半導體還為G32R501 提供了完善的生態開發體系，助力工程師高效開發，實現更短的專案落地週期。據介紹，公司為其提供了驅動庫、數學庫、中介軟體、安全庫和應用庫等多種庫資源，能滿足使用者在不同開發階段的需求；同時，相容KEIL、IAR、Eclipse等主流 IDE 工具鏈，支援多工作業系統和軟硬體開發工具，確保開發流程順暢，方便使用者使用熟悉的開發環境；此外，還提供了資料手冊、使用者手冊、遷移手冊等豐富的技術文件，G32R501 EVAL 評估板、雙電機除錯板、EtherCAT 匯流排除錯板等靈活的硬體除錯工具，以及雙向電源、微型逆變器、伺服控制器、低壓無感雙電機等量產級參考設計，同時，極海半導體還具備專業技術團隊，可快速周到的響應工程師及客戶需求。

正因為具備這些領先設計，極海半導體G32R501主要聚焦新能源光伏、新能源汽車、商業電源、工業自動化等典型即時控制應用領域，能夠為光伏/儲能逆變器、充電樁電源模組、伺服器電源、車載OBC、UPS、伺服控制器、機器人等細分市場提供高效、穩定、可靠的晶片產品及方案支援。

在問到對即時控制晶片產品線未來規劃時，極海半導體表示，公司將針對伺服器、通訊電源、充電樁直流模組等商用電源領域、以及機器人、變頻器等運動控制領域，推出成本更具競爭力的G32R502系列即時控制MCU；針對高效能應用需求，將推出加強匯流排通訊外設和即時控制性能的G32R507系列即時控制MCU。

回看過去幾年國產MCU的發展歷程，從一開始的向國外領先對手學習到正向原創，本土MCU產業在技術實力上獲得了質的飛躍。在產品應用場景上，我們也已經從低端市場，一步步走向了高階市場。極海半導體這些年取得的成績，正是國產MCU這些年篳路藍縷的最好印證。

從專用MCU走向工業市場，再到現在走向高階應用，極海半導體正在積極參與到這波國產高階MCU的逆襲浪潮中去。在G32R501釋出後，極海半導體已然成為這個市場不可或缺的重要角色。