Отечественный микроконтроллер К1921ВГ015 производства АО «НИИЭТ»

сегодня

Олег Пушкарев (КОМПЭЛ)

Российский Научно-исследовательский институт электронной техники (АО «НИИЭТ») выпустил микроконтроллер К1921ВГ015 – современную отечественную сверхбольшую интегральную схему (СБИС) микроконтроллера на базе открытой архитектуры RISC-V (рисунок 1). Он ориентирован на промышленную автоматизацию, автомобильную электронику, устройства с питанием от батареи, требующие высокой производительности и энергоэффективности, а также системы мониторинга.

Рис. 1. Внешний вид К1921ВГ015

Особенности вычислительного ядра и архитектуры

В основе МК лежит 32-разрядное процессорное ядро BM-310S6 производства компании CloudBEAR, поддерживающее расширенный набор команд. Наличие аппаратного блока обработки чисел с плавающей запятой (FPU одинарной точности) позволяет решать задачи цифровой обработки сигналов и управления сложными электромеханическими системами. Двухстадийный конвейер дает высокую скорость исполнения команд: большая часть операций RV32IMC выполняется за один такт.

Аналоговая и цифровая периферия

Одной из ключевых особенностей К1921ВГ015 является набор современных аналоговых модулей:

• 12-разрядный АЦП последовательного приближения (SAR) на 8 каналов с цифровыми компараторами;
• 16-разрядный сигма-дельта АЦП для прецизионных измерений;
• встроенный датчик температуры и два аналоговых компаратора.

Цифровой функционал включает в себя модули для криптографической защиты информации (CRYPTO, HASH, TRNG, CRC), 32- и 16-разрядные таймеры с функциями захвата/сравнения, а также коммуникационные интерфейсы CAN 2.0b, USB 2.0 FullSpeed, QSPI, SPI, I²C и пять модулей UART.

Питание и энергопотребление

Микроконтроллер оснащен гибкой системой управления энергопотреблением (PMU). Выделен специальный батарейный домен, включающий часы реального времени (RTC), контроллер вскрытия корпуса (TAMPER) и независимый сторожевой таймер (IWDT). Поддерживаются глубокие режимы сна (STOP, POWEROFF) с током потребления в режиме POWERDOWN до 8 мкА. Встроенный расширенный контроллер питания (APC) обеспечивает автоматическое переключение между основным источником (VCC) и батареей (V_BAT).

Память и система коммутации

Устройство обладает развитой иерархией памяти:

• Flash-память программ объемом 1 Мбайт поддерживает постраничное стирание;
• основное ОЗУ (SRAM0) 256 кбайт разделено на два интерфейса (TCM-A и TCM-B) для достижения максимальной пропускной способности;
• дополнительное ОЗУ (SRAM1) 64 кбайт подключено к домену батарейного питания для сохранения критически важных данных.

Связь между ядром, DMA и периферией осуществляется через высокоскоростную матрицу коммутации AHB/AXI.

К1921ВГ015 выпускается в корпусе QFP100 (рисунок 2) и относится к сегменту высокопроизводительных встраиваемых систем.

Рис. 2. Распределение выводов К1921ВГ015

Дополнительные материалы

1. Одноканальный USB-преобразователь CH340T от WCH для отладки и периферии
2. RS-485-трансивер ADM3485EARZ производства YOUTAI (UTM) для систем сбора данных и управления
3.  HM-BT2401DA от HOPERF – модуль нового поколения Bluetooth 6.0
4. Формирование системы питания с малым шумом для аналогового тракта