中国RISC-V MCU先行者，率先成熟商用并持续盈利

2017年前后，RISC-V在中国萌芽，一些RISC-V的先行者便开始摸索前行。匆匆数年过去，质疑不再，掌声潮起，RISC-V已然成为业界追逐的焦点。当人们兴奋地畅想着Arm无法攻克的高峰将要插上RISC-V的大旗，RISC-V早已在MCU领域证明了自己的价值，在这一过程中，沁恒微电子是其中的亲历者和主要推动者。从2017年到2025年，沁恒在RISC-V上8年深耕、5年商用，走出了一条不同于一众Arm MCU的差异化之路。

在第五届RISC-V中国峰会上，21ic采访了沁恒微电子CTO杨勇。杨总介绍了沁恒自研的青稞RISC-V，并针对RISC-V的特色化探索分享了自己的真知灼见。

RISC-V：差异化发展的必然之路

沁恒从USB等接口芯片起家，为了将公司在接口方面的成熟技术引入MCU领域，公司早期研发了面向轻应用的8位内核，也使用过Arm的公版内核。2017至2018年间，RISC-V在高校和科研机构中锋芒初露，逐渐受到业界关注。彼时沁恒已经预见了Arm MCU的同质化隐患，使用Arm的IP核（如Cortex-M3、M0等）会导致MCU产品高度相似，因为这些公版核在性能和应用开发上几乎没有差异，且如同技术黑盒，除非通过很高成本的指令集架构授权，否则企业无法对其进行深度优化。在上述背景下，开放的RISC-V成了较为理想的选择。“那时候遇到RISC-V，对我们来说就是一个东风。”杨勇说。

RISC-V的开放特性有助于避免同质化，为企业结合自身经验在各自领域做专做精做出特色，进而促进行业高质量发展提供了切实可行的路径。依托在接口芯片上的成熟技术，沁恒选取了强调接口功能和易用性的差异化路线。杨总说，5Gbps的USB3.0高速接口在传统内核上受限于主频、架构和中断控制器速度，性能很难达到理想值。而通过RISC-V，沁恒能够在内核层面优化处理器的响应速度，以满足高速接口的设计目标。对于某些低功耗需求，如蓝牙应用，青稞RISC-V则通过内核层面的功耗优化、内核与接口的贯通优化，有效降低了整体功耗，增强了终端产品的续航时间。此外，青稞RISC-V还通过扩展指令集（如半字或字节压缩指令）提高代码密度，优化协议栈内存和存储空间占用，以确保客户对资源的利用最大化，相比公版核方案更具优势。

MRS集成开发环境：易用、高效、免费

集成开发环境IDE是芯片向下游应用落地的关键工具，为了让用户实现从Arm到RISC-V的无感迁移，沁恒完善了工具配套，为用户提供了良好的开发体验。

青稞RISC-V芯片配套的集成开发环境MounRiver Studio(MRS)在设计上贴近用户的开发习惯，还提供打破空间阻隔的远程协助功能、在线异常追踪、函数调用分析等特色功能，让RISC-V的方案开发更加容易。

MCU调试时希望尽量减少硬件I/O占用，下载时则专注于快速传输，讲究高效率。为此，沁恒为青稞RISC-V研发了自适应的单双线调试功能，并在MRS中添加了支持。在调试模式下，使用单线以减少I/O占用；在下载模式下，切换至双线以提升速度。传统JTAG调试通常需要4根线，如需要打印信息则增加至6根线，沁恒的方案最省仅需1根线，提升了I/O利用率，让RISC-V在MCU中更具竞争力。

当前，传统商业IDE的授权费用至少四五万元一个许可，对于百人规模的公司，授权费用可能高达百万，这是一笔巨大的支出。沁恒的MRS完全免费，帮助广大客户显著节省了方案开发的软性成本。

技术上一捅到底，应用上互连互通

长期以来，沁恒坚持“先打IP地基，再建芯片高楼”的研发路径，自研的“核”技术与“根”技术是青稞MCU构建产品特色的基础。在沁恒的技术体系中，“核”技术指RISC-V处理器，是芯片运算和控制的核心，而“根”技术则是通信接口最底层的收发器PHY，是融合数字模拟基带算法的复杂技术，是芯片与外界信息交换的窗口。

杨勇指出，连接技术的垂直层次很复杂，不仅需要底层的PHY技术，向上还需要掌握控制器、与总线的通信、与核的通信以及通信协议栈软件等多个环节。自研处理器“核”技术、自研收发器PHY“根”技术等连接技术，使沁恒实现了技术上的“一捅到底”。

基于上述全栈自研的策略，相比于公版的IP，沁恒自主研发的“核”技术与“根”技术更易于贯通优化和一体化设计，使青稞芯片更易做出特色。从设计上看，购买IP组合芯片类似于购买家具后仅能简单摆放；而沁恒的自主研发相当于“全屋定制”，在相同的Die面积下，沁恒能够通过优化IP设计实现紧凑的布局，实现PPA（功耗、性能、面积）等指标的深度优化。从应用上看，举例来说，常规MCU普遍需要外接PHY芯片才能连接以太网等高速接口，青稞MCU则实现了PHY内置，不但提高集成度简化了方案设计，还有助于提升接口性能。

一捅到底的自研技术，专注于连接技术且互连互通的差异化定位，既让青稞芯片更加贴合下游应用，又实现了错位发展。目前青稞RISC-V已发展出高速通信连接、无线组网互联、Type-C电源功率管理、电机控制等不同侧重、具有明显接口特征的芯片，产品数量超百款，将RISC-V带向了千行百业。

万物互联的时代，eAI或将开启新方向

谈到电子产品未来发展趋势，杨勇表示，当前的主旋律是万物互联，伴随万物互联的深化，嵌入式AI（eAI，embedded AI）或将成为新的趋势。未来，电子产品将在边缘端直接执行简单AI计算。例如，冰箱内置摄像头通过MCU计算食物变质程度，并通过蓝牙或Wi-Fi将结果反馈到手机，无需依赖云端计算。在技术实现上，杨勇提到，目前在MCU上实现eAI有多种方式，常见做法是外挂NPU或添加DSP等硬件加速单元。当前，RISC-V基金会正在制定RV23标准，未来可能包含专用的DSP指令以及矢量扩展RVV 1.0和2.0版本。