中科本原近期將推出基于新一代RISC-V架構(gòu)內(nèi)核SummerCoreTM的FDM-RV0025型DSP，該芯片面向工業(yè)控制、伺服電機(jī)、逆變器和變流器等應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，相比國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品，其在主頻、存儲(chǔ)容量、算法性能、信號(hào)鏈處理速度和接口傳輸速率等方面均顯著提升。

RISC-V架構(gòu)的SummerCoreTM介紹

圖1 RISC-V架構(gòu)的SummerCore結(jié)構(gòu)框圖

SummerCoreTM為本原完全自主研發(fā)的第二代RISC-V架構(gòu)DSP內(nèi)核，其在150條RISC-V標(biāo)準(zhǔn)指令基礎(chǔ)上，面向工控、新能源和人形機(jī)器人等領(lǐng)域算法，擴(kuò)展242條定制指令，增加三角函數(shù)計(jì)算部件、快速整數(shù)除法部件等硬件模塊對(duì)上述指令進(jìn)行高效支持，大幅度提高SummerCoreTM在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的計(jì)算性能。

FDM-RV0025典型指標(biāo)

表1：典型指標(biāo)參數(shù)對(duì)比

FDM-RV0025典型算法性能

FOC（Field-Oriented Control，磁場(chǎng)定向控制）是一種高性能的電機(jī)控制技術(shù)，通過(guò)將三相電機(jī)的定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的獨(dú)立、精確控制。其應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，涵蓋工業(yè)、交通等多個(gè)領(lǐng)域，尤其適用于對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)、調(diào)速范圍和控制精度等有高要求的場(chǎng)景。

圖2：FOC電流環(huán)實(shí)現(xiàn)框圖

FOC算法的電流環(huán)計(jì)算（如上圖）對(duì)計(jì)算性能要求很高，其計(jì)算性能直接決定了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理能力。RV0025 DSP芯片主頻150MHz，執(zhí)行電流環(huán)計(jì)算需要179個(gè)周期，執(zhí)行時(shí)間約為1.2us，執(zhí)行時(shí)間相比國(guó)際對(duì)標(biāo)產(chǎn)品縮短約一倍（國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品工作頻率100MHz，電流環(huán)執(zhí)行時(shí)間約為2.39us）。

表2:FOC電流環(huán)性能數(shù)據(jù)

FDM-RV0025信號(hào)鏈性能

信號(hào)鏈（Signal Chain）是指電子系統(tǒng)中用于感知、轉(zhuǎn)換、處理、傳輸和輸出信號(hào)的一系列組件或模塊的組合，包括中斷處理、ADC采樣轉(zhuǎn)換、DSP內(nèi)核計(jì)算和PWM控制等過(guò)程，廣泛應(yīng)用于有信號(hào)采集、處理與傳輸?shù)刃枨蟮母黝愲娮酉到y(tǒng)中，涵蓋工業(yè)、電子、通信等領(lǐng)域，是反應(yīng)DSP實(shí)時(shí)處理能力的重要指標(biāo)。

圖3：信號(hào)鏈數(shù)據(jù)流框圖

RV0025 DSP芯片集成高性能模擬模塊，并與DSP內(nèi)核和 PWM 單元緊密耦合，具有信號(hào)處理、傳輸和響應(yīng)的低延遲性，以此提供了更好的信號(hào)鏈性能。RV0025 DSP芯片執(zhí)行信號(hào)鏈處理需要523個(gè)周期，150MHz主頻下所需時(shí)間約為3.5us，相比國(guó)際對(duì)標(biāo)產(chǎn)品執(zhí)行時(shí)間縮短1倍以上（工作頻率100MHz，執(zhí)行時(shí)間為7.8us）。

表3: 信號(hào)鏈性能數(shù)據(jù)

從上述數(shù)據(jù)比較可見，F(xiàn)DM-RV0025是基于RISC-V架構(gòu)完全自主創(chuàng)新的高性能DSP芯片，相比國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品，其在工作頻率、算法性能等方面均顯著提升，可以更好滿足工業(yè)控制、新能源和人形機(jī)器人等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅軐?shí)時(shí)處理類型處理器的需求。