【选型】国产替代正当时,如何选择靠谱的国产MCU?
由于美国对高科技的技术封锁、疫情等因素影响,近期国外MCU开始缺货,业内人士反映,国际MCU大厂的产品已经全线延期,新排单基本都不接,更有人戏称芯片的涨幅已超过深圳房价。国产替代的关键要素在哪里?如何打造工业级精准可靠的国货之光?
近日,芯海科技资深产品经理王伟做客创易栈直播间,和美女主播sandy搭档为大家解答了这一系列疑问。
直播中我们看到,客户原本使用的是国外芯片做的4*2矩阵产品,芯海科技的产品可以不用更改任何硬件直接替换,编译环境也不用更改,只需选择芯片型号 CS32F030C8T6,更换完成后效果、性能和国外芯片是一样的。
两分钟完成替代看起来很简单,背后却需要非常多的条件积累。引脚兼容很重要,但只是“冰山一角”的表象,如果要做一个长期使用的产品,还必须从品质保障、供货能力、系统运营效率、开发生态、芯片可靠性、时钟稳定性、抗干扰能力、ADC性能、工具链…等因素去综合考虑。
1、质量优势,产品品质可靠
我国集成电路产业起步较晚,核心技术缺失,本土设计能力不足,导致我国芯片大量需求主要依赖进口,整体发展水平相比西方发达国家差距较大,国产替代,产品性能是前提。芯海科技经过多年的发展,积累了丰富的研发经验,拥有专业的技术和管理团队,具备市场、人员、技术、管理经验等方面的相应储备,在同一领域产品性能处于领先地位。
◆ 什么是真正的引脚兼容?
首先引脚兼容不仅仅是引脚定义一致,其实还有很多隐含的指标。在设计能力或者设计架构上,在设计、对标的时候往往会有细微的差异,比如国产替代中某厂商内部的电源需要外部电路来辅助稳定,而国外的不需要这个元器件,所以多占用了一个引脚,这就导致板子用不了,必须单独画一个电路去加一个电容做处理,虽然说改动不是特别大,但会把替换周期拉的特别长。
第二个就是一些隐含的电器特性,比如说反向耐压,F030/031的一个关键特性是VDD=3.3V时,IO支持5V输入,如果不支持特性,容易引起电流倒灌,影响可靠性。所以大家一定要注意有没有用到这种场景,有的话用的芯片有没有这个功能。
第三个就是功耗,在功耗上各家设计及工艺是有差异的。功耗过大带来的影响:1. 超出硬件设计范围,影响稳定性;2.发热、影响性能和可靠性;3.在电池应用中,缩短电池寿命。芯海科技从架构、工艺、设计角度等功耗特性看,跟友商比略胜一筹。
引脚兼容并不是封装尺寸一样或者定义一样,而是背后的电气特性、性能等要保持一致。
◆ 12位ADC与12位ADC一样么?
大家标的都是12位ADC,但差别特别大,下图可以很明确看出分辨率和精度的区别。A的打靶正态分布平均值是偏的,而且非常离散,称为分辨率和精度低;B围绕靶心,分布很准,精度不错,但是分辨率不够,所以打不到10环;C非常密集,打得很准,但都打偏了,它的分辨率很高,但是精度不够;有些厂商宣传ADC12位甚至16位,但它只提升了分辨率,没有提升精度,出来效果也是没有保障的;D是真正分辨率高、精度高特性的ADC,密度集中准确。
怎么反映ADC的精度,可以重点关注这几个指标:第一个指标是绝对误差,指产品在不校准状态下的误差,可以反映ADC的基本特性;第二个指标失调误差(Offset);第三个指标增益误差,增益误差来源于放大系数,可以简单理解为一个斜率偏差;第四个指标差分非线性(DNL),每两个码值之间的最大偏差;第五个指标积分非线性(INL),是最重要的指标,也是反映ADC精度最基本的指标,INL指标好的ADC,其它参数基本不会太差。
芯海科技的INL可以做到1.2LSB,也就是说一个12位的ADC,在测量过程中经过校准调整后精度可以达到11位甚至更好的性能,换算后可以到11.5A甚至更高的指标。同样一个ADC,同行做的可能是8位9位,因为品质有保障,无论是测电压还是电流,如果用的是我们的ADC就比较放心。
◆ ESD指标能否代表可靠性?
产品质量、可靠性非常重要,有些企业在宣传可靠性时会说产品ESD是多少伏,ESD指标能否代表可靠性呢?可靠性有非常多的因素,并不是仅仅一个ESD就能代表,ESD仅仅代表静态防静电能力,譬如HBM、MM、CDM,代表IC静态防静电的能力。在规范的生产环境中,2kV可以满足需求;在不规范的生产环境中,一般4kV可以保障过程中不会损坏。国外的ESD参数都会写2000伏,因为国外客户的生产环境非常规范,2000伏就能满足基本需求,在国内2000伏其实是不够的,需要加一些保护器件,基本上4000伏就能保证整个生产过程不会有损坏,良率有保障。过高的ESD可能有用,但它并不能代表产品真正的可靠,除了ESD外,还需从功能安全、温度特性(在工作温度下能不能保证可靠工作,关键模块在温度变化后指标准不准)、可靠测量(在恶劣环境下ADC精度是否有保障)、封装可靠性、板级可靠性等方面综合考量。
CS32F030是比较典型的功能安全产品,做了非常多的可靠性设计(关键寄存器保护、Flash储存保护、SRAM储存保护、时钟保护、看门狗、ADC可靠测量、IO电平自检)。关键寄存器的保护:在执行ESD时,可能无法完全排除的静电干扰正好把计算器打改写了,如果没有做处理的话会导致整个系统出错,而且不知道出现什么样的错误,所以我们在很多关键计算机上做了保护,防止改写,即使被改写也能够知道,软件可以进行相应的处理。储存保护:我们的flash内部是做了硬件校验的,也可以内置的CRC模块来做软件的校验,可以知道程序在里面有没有错。做IC没有100%完全可靠,不出任何错误是不存在的,零缺陷要通过芯片的很多措施来保障。时钟保护:时钟是MCU非常关键一环,时钟出了错,芯片再好也没有用,我们做了时钟和检测的装置,大家在设计的时候用外部时钟,如果时钟停振或失效时可以去到内部时钟做一些基本安全处理,比如码头在转的时候可以让它慢慢停下来,不会造成安全事故。
环境温度是指外部环境的温度;芯片是有封装的,散热有一个过程,内外可能会存在温差,结温可以理解为内部晶圆的温度。我们的芯片全系列都是按结温125℃设计的,CS32F030/031全系列支持105℃工作温度和125℃结温,保证在高可靠性的环境下工作,在量产中每个芯片都会做110度的高温测试,保证芯片的可靠性。
没有外挂晶振,使用内部时钟的情况下,内部时钟就会有一个温度特性,因为内部时钟都是电阻电容这种电路搭起来的,比如一个8兆的内部时钟可能在25℃是7.99兆,但是到了85℃的时候,会有漂移。我们在做时钟设计的时候,做了很多温度补偿、防止温漂的一些特性,包括电压补偿的一些电路在里面,让温度特性特别好。通过抗温漂设计,CS32F031的内部时钟温漂控制在1%以内,满足UART等通讯的要求,并有效减少时钟漂移带来的测量误差。可能有人会好奇就跑个程序,精度高有什么用,比如说异步通讯,一旦你的时钟偏了,超出一个有效范围,其实你的通讯就失败了。
ADC测量的时候会用到内部的一个基准来去做一个比较,如果没有外部基准的话,内部基准的这些温度特性就代表了你的测试精准度。我们的基准是按60PPM去做的,电压每摄氏度不超过60个PPM指标偏差,国内有的是100,有的是200,有的不标,但在测量中其实是非常重要的一点。
可靠性是有非常多环节来保证的,芯海科技的可靠性都是从需求出发,像客户需求、行业标准、内部标准来具体分解。所有产品都会做芯片级的测试,包括MSL、uHAST,板级的HTOL,这些测试成本非常高,测一个循环可能需要十几万甚至更高的成本。MCU芯片研发过程中投片其实只占很小一部分,在设计、可靠性这块投入成本非常大。我们有很详细的管理流程、可靠性测试指标,会根据工业的、手机的类别不同有所区分定制,根据多年积累、客户交流、行业特性来做策略。
可靠性不仅仅是ESD体系来保证的,芯海科技在可靠性测试的质量管控非常严格,与公司主航道主要业务领域主流经销商均已建立深度战略合作,通过行业一流客户、领军企业的严格认证,构建了良好的客户关系,选择我们的产品质量有保证。
◆ 100%测试可以保障质量么?
芯片的量产100%测试是一个伪概念,芯片每一个都测了,这是第一个100%,规格书列定的范围都测了,这是第二个100%,随着芯片规模越来越大,不可能100%测试。量产测试只是质量保证中最后一个执行环节,更重要的是整个的体系的保障。
回归到执行层面的生产管理体系,我们会有一个全流程的管控,从晶圆流片开始,晶圆做任何产品都不是100%稳定的,会有一些工艺偏差,我们会对这种工艺偏差做实时监控,从最源头防止质量异常。CP、封装、FT+DS,包含仓储的质量管理、出货流程管理上会有一系列的管控。我们内部有个口号“质量是设计出来的”,质量不是测试出来的,整个研发过程从需求阶段一直会对质量做管控,芯海科技有17年的经验库沉淀,会把历史经验都迭代到每一代产品中。
质量是一个系统的工程,我们的质量管控不仅仅是靠测试来保证产品的质量,从管理层到执行层到各种评审,通过系统的管理措施来保证,是比100%测试更高的的质量管控,产品质量可靠。
2、供货保障,持续交付能力
芯片晶圆加工、封装、测试整个过程需要4~6个月,目前受国际形势及疫情影响,周期更长。交付能力对半导体企业的资金实力、供应链管理能力、系统运营效率有极高要求。芯海科技通过优秀的供应链的管理体系建设,从需求管理、库存计划、供应执行上构筑供应保障的三道防线。需求管理是第一道防线,根据正常情况下客户的需求做预估,甚至多做一些预测去备货。第二道防线是库存计划,在很早就预计到并制定安全库存计划,建立安全库存。第三道防线是内部的一系列管理体系,调动资源,发挥供应链的战斗力。三道防线联合发力才能够保障在异常情况下交货,解决大家担心的供货问题。
作为电子产品的大脑和心脏,MCU 芯片是信息安全的基石,是守卫国家安全的基础保障,在全球贸易保护和西方国家对华芯片出口封锁的环境下,中国科技企业必须拿出解决方案。芯海科技作为集感知、计算、控制于一体的全信号链芯片设计头部企业,17年来一直以工业级标准打磨产品,在MCU领域已有领域已有十余年的积累,对高精度ADC及高可靠MCU技术有着深刻理解,掌握了全信号链芯片设计技术并构建了完善的开发生态。未来芯海科技将专注于高精度ADC、高性能MCU、测量算法以及物联网一站式解决方案的研发设计,持续深耕信号链芯片领域,充分发挥ADC+MCU双平台优势,给未来国产替代带来更大想象空间。
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型号- CSU-IDE,CS32F103CBW6,CS32A011K8V6T,CS1259,CS32G051,CS32F034-RA,CS1231-SO,CDS1282A1M6,CSU38F20-SSOP24,CS32F116CBT8Q,CS1256,CS1251,CSM37F71,CSM37F70,CS1253FY6,CS32F103C8T7,CS1243,CS1233-SOP14,CS1242,CSWRITERUX,CS32F034F8P6-RA,CS17951NNPP8QT-P,CSHC69T60-C8,CS32A010E8K7ET,CS1237-SO,CST92F30-QFN32,CS32L010F8K6,CSU38F20-SOP16,CS32A039R8T6,CS32F036K6T7,CS32F116RBT8Q,CSU18M91-LQFP48,CS1238-QFN16,CPW6410,CSU8RP1381-BD,CSS34PB16-SOP8,CSU38F20-MSOP10,CS32G020K8U7QH,CS17953NNP8ET-A,CDS8702K6V7ET,CS32G023,CS32F030C8T6,CS1253EU6,CSU32P13,CS32A011K8V7ET,CS17952P8ET,CS32F036K6U7,CS32G020,CS32G021,CSU32P10,CS1231-TS,CS32A010E8V7ET,CSU8RP1186B-BD,CS17951P8QT,CBM8560,CSU3AF10,CS32F035F6P7,CS32F030F8P7-RA,CDS8712,CDS1883,CDS8711,CS1232-TS,CS32F034K8U7-RA,CSU18M91-LQFP64,CSU18MD92,CS32F030-RA,CDS1181A0M6,CS17953P8ET,CSU34F20-SSOP24,CSM92F32,CSU8RP1001B,CSU8RP1382D-BD,CDS8703,CST92F30-QFN48,CDS8702,CSU32P10-SOP14,CSM92F25,CS17951NNP8QT-A,CST92F42KEV6HC,CSU34F20,CBM8580,CS1256-QFN16,CBM8581,CSS34P16B-SSOP16,CSA37F72-WLCSP24,CS32G023K8V6,CSU18M69-WLCSP16,CPW3301UE,CST92F25,CS32F031K8S6-RA,CST92F42KEV7HI,CSU18M92-LQFP48,CPW3102,CPW3101,CST92P23B,CDS1181,CSU18M68-QFN16,CS32F030C8T7-RA,CSU32M11-SOP16,CS1238-SO,CS32F103VBT7,CS32F031-RA,CSU32M13-CSOP16,CSA37F70-WLCSP56,CS32F116VBT8Q,CSU18P88-SSOP24,CS32F036K6S7Q,CS32F036F6P7,CS17952P8QT,CSU8RP1186,CSU32M10-QFN16,CS32F036Q,CS17953P8QT,CST92F42,CSU32P10-TSSOP14,CSU18M63-QFN16,CST92F25-QFN32,CSA37F62,CST92F32-QFN32,CSU32P13-CSOP8,CSU38F21-QFN24,CSE7761-SSOP16,CSU8RP3215-TS,CSU34F20-SOP16,CSE7759,CSU38F20H-QFN24,CS32F035K6U6,CDS8712-QFN24,CS17904,CS17908,CSU8RP3216-QN,CDS1282,CST92F30,CSU32P10-SOP8,CSU32M13,CSU18MB86,CST92F42CEV6HC,CS32F031G8U7-RA,CSU32M10,CST92F32,CSU32M11,CSU38F21,CS32G020E8U6,CSU38F20,CS32A010K8V6T,CSU38F23,CPW3101AY,CSU32P10-MSOP10,CSU8RP3215-SO,CS1256-SOP16,CS32F103,CS32F030F6P6,CSU8RP3215,CSU8RP3216,CS1247B,CSU18MB86-SSOP20,CSU18P88-SOP16,CPW3301,CS32G021K8U6,CS32F031G8U6-RA,CSU8RP3216-SS,CSU18P88-QFN32,CS32L015K8V6,CS32A010K8V7ET,CSU18MB86-SSOP24,CSU3AF10-QFN28,CSU38F20-QFN20,CSU8RP3216-SO,CSA37F60-WLCSP40,CS1180S,CSU8RP2113,CSS34P16P,CSU18P88,CSS34P16D,CDS8711-QFN32,CSS34P16,CSA37F62-LQFP48,CS1259-QFN32,CS32F031K8U6H,CS32F103RBT7,CS1180,CS17950P8ET,CSU8RP1382,CSM92F30D,CSU8RP1381,CSU18M68-WLCSP16,CS32F030C8T6-RA,CS32L015C8T6,CS32F031K8U7-RA,CSU18MB86-SOP16,CS1242-TSSOP16,CSA37F60-QFN40,CS32L010F8U6,CS1262HY6RJ,CS1259B-SOP16,CS32F031K8V6-RA,CSM92F42NIB,CDS1883L3Y6,CSM92F42NIE,CS32F031E6Y6,CS32F036,CS32F103CBT7,CSU8RP1186B,CSU8RP1001,CS32F035,CS32L015,CS32F030,CS32F031,CS32L010,CSU18M88,CBM6560,CSU18M88-LQFP48,CSU34F20-QFN20,CSU18M65-WLCSP16,CS1239-SOP16,CSU18M91,CSU18M92,CDS8703K6V7ET,CS1239-QFN16,CSU8RP3216-TS,CS32G051KCU6,CS32F031G8K6-RA,CSU32M10-MSOP10,CSU1182B,CS32F030F6P6-RA,CSU38F23-QFN20,CS17953NNP8QT-A,CS1270,CS17953NNP8QT-P,CSU8RP1391-BD,CS1262 PPG,CS32F031G6U6,CS32F116Q,CS1253 BIA,CS32F031K8U6-RA,CS32G020Q,CSA37F71-WLCSP36,CS17951P8ET,CS17950P8QT,CS32F030K6T6,CSU1181B,CBM6580,CST92P23B-SOP8,CS32F031K8V7-RA,CSU18PD88,CS32F031C8T6,CS1251-SOP16,CSE7759B,CSU8RP2113-SO,CS32G020K8U6
芯海科技(CHIPSEA)MCU产品介绍
型号- CS32GSTAR,031C8T6,CS32F03X,030K6T6,CS32F031C8,CSU38M20,CSA37F61,CSU32P20,CS32F031G6,CS32F031K8,CSE7759,CSE7758,CSU18M63,N76XX03,CSMXXX12X2,031K8U6,031G6U6,031K6U6,CST92F30,CS32F036,CSU8RP3117B,CS32A060,CSU8RP321X,T220TWS,CSU8RP1001,IQ00 PRO,CS32F030,CS32F031,CS1243,CSU18M88,CS7730,CSU32M10,CSU32M11,CS32G020E8U6,CS1242,CSU38F20,CSU18M53,CS32M10,IQ00,CSE7761,CXXX9F12X2,CS32F030C8,CSS21P10-DFN8,CS32G02X,CSU8RP3215,CSU8RP3216,CSS21P10-DFN6,CS1237,CS1239,CS1238,CS1233,CSS31P12,HA-A10T,CS1232,CSS31P13,CS32F030G6,CSS32P21,CS1231,CS32F031G8U6,CSU18M86,030F6P6,CSU32M1X,TM5XXX28,CS1270,CST92P1X,CSU8RP311X,CS32A0,CSU8RP3115B,N76E003,CSU8RP3119B,TMXXXA28,CS125X,CS32G020,030G6U6,CS32G021,CSU18M9X,CSS34P16,CSU18M65,CSU32P10,CS32F030F6,030C8T6,NEX 3S,CSU39F10,NEX3,NXXX003,CSE7759B,S030,CS32A039,CS32G020K8U6
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型号- CS32F003,CS32F003系列,CS32G051,CS1259,CSA37F62,CSU32P20,CSA37F60,CS32F030-RA,CS1256,CS1251,CS1253,CDS8712-QFN24,CSU18F88,CSM37F70,CS32F036,CST92F30,CSU8RP1186B,CS32F035,CS32F030,CST92F36,CS32F031,CS32L010,CS1243,CSU32M10,CST92F32,CSU32M11,CSU38F21,CS1242,CSU38F20,CSU18M91,CSU18M92,CSE7761,CSM37F60,CS32F103,CSU8RP3215,CSU8RP3216,CS32A010,CS1237,CST92F28,CS1239,CST92F25,CPW6010,CS1238,CPW3301,CS1233,CS1232,CPW3101,CPW6410,CS1238DME,CST92P23B,CS1231,CST92P15B,CSU18M68-QFN16,CS32G503,CST85F01,CSU18P88,CS32G020,CUB2010,CS32G021,CSA37F72,CS32F031-RA,CSS34P16,CDS8711-QFN32,CSU18M65,CSA37F71,CSU32P10,CSA37F70,CS1265,CSM84F20,CS8688,CSU18M68,CS1262,CST92P15,CSE7759B,CSU8RP1186,CSU8RP1185,CS32A039,CSU3AF10
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设计经验 发布时间 : 2023-03-28
芯海通用 MCU 应用笔记 CS32F03x-RA 系列兼容性和移植指南
型号- CS32F030F6P6,CS32F030F8P7-RA,CS32F031K8U7-RA,CS32F03X 系列,CS32F0,CS32F036K6T7,CS32F031XXX7-RA,CS32F031K8S6-RA,CS32F030XXX7-RA,CS32F031G8U6-RA,CS32F030-RA,CS32F035K6U6,CS32F03X-RA,CS32F030F6P6-RA,CS32F030-RA 系列,CS32F0 系列,CS32F030C8T7-RA,CS32F036 系列,CS32F031K8V6-RA,CS32F03X-RA 系列,CS32F031G6U6,CS32F030 系列,CS32F036,CS32F03XXXX7-RA,CS32F03X,CS32F031K8U6-RA,CS32F030XXX6-RA,CS32F030C8T6,CS32F035,CS32F030,CS32F036K6U7,CS32F031,CS32F030K6T6,CS32F031-RA,CS32F031XXX6-RA,CS32F031G8U7-RA,CS32F031-RA 系列,CS32F0356,CS32F036F6P7,CS32F031K8U6H,CS32F031C8T6,CS32F035 系列,CS32F030C8T6-RA,CS32F031 系列,CS32F03XXXX6-RA
芯海科技(CHIPSEA)电子烟MCU产品介绍
描述- 芯海电子烟产品介绍
型号- CS32 T0,CS3XG,CSS12P82,CS32F031C8,CSU38M20,CSU32P20-MSOP10,CSU32P20,N76XX03,CSMXXX12X2,CS32 T4,CSU8RP3117B,CST92F30,CS32A060,M031C8T6,CS32F072,M031C6T6,CS32F030,CS32F031,CSU32M10,CS32F070,CSU32M11,CS32F071,S031C6,CSU3XF,CSU38M20-QFN24,CSU18M53,CSU38F20,CSU32P10-MSOP10,H03XC8,CXXX9F12X2,CSU8RP3215,CSU8RP3216,CS32 A0,CSU32M10-MSOP10,CSU3XP,CSU1XM,M031C88,CSU3XM,CS32 F0,S031C6T6,TM5XXX28,CS32F031K8U6,CSU38F20-QFN20,CS32F031G6U6,CSU9XT,CS32F031K6U6,CSU8RP3115B,H031C6T6,H031C8T6,CS32G023,TMXXXA28,CSU8RP3119B,CS32G020,CS32G021,CSS34P16,CSU32P10,S030C8,CS32 G0,CSP32F2X,CSU32M12-DFN14,CSU8RP311B,CS32 G4,NXXX003,CSU32M10-QFN16
【产品】内置24位ADC的国产8位RISC MCU CSU18P88,指令周期共五档可选
芯海科技旗下的CSU18P88 是一个带 24bitADC 的 8 位 RISC MCU, 内置 8k× 16 位 OTP 程序存储器。CSU18P88主要应用于电子衡器、精密测量及控制系统等场景。
新产品 发布时间 : 2022-02-26
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可定制显示屏的尺寸0.96”~15.6”,分辨率80*160~3840*2160,TN/IPS视角,支持RGB、MCU、SPI、MIPI、LVDS、HDMI接口,配套定制玻璃、背光、FPCA/PCBA。
最小起订量: 1000 提交需求>
可烧录IC封装SOP/MSOP/SSOP/TSOP/TSSOP/PLCC/QFP/QFN/MLP/MLF/BGA/CSP/SOT/DFN;IC包装Tray/Tube/Tape;IC厂商不限,交期1-3天。支持IC测试(FT/SLT),管装、托盘装、卷带装包装转换,IC打印标记加工。
最小起订量: 1pcs 提交需求>
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