芯来科技正式发布SoC外设IP系列，构建RISC-V SoC平台产品基石

2025-08-08 -- 在当前多样化应用场景驱动下，SoC设计正呈现出高度平台化与模块化的发展趋势。从智能终端、工业控制到汽车电子，SoC对外设接口与IO系统的需求愈发复杂而精细，传统意义上的“基础功能模块”如今正扮演着系统可靠性、互操作性与用户体验的关键保障角色。

为了满足日益丰富的SoC集成需求，芯来科技正式推出覆盖主流IO与外设接口的SoC外设IP产品系列，涵盖众多模块。这一系列IP具备高度可配置性、低功耗设计、高可靠性与跨平台适配能力，适用于从低功耗MCU到高性能边缘SoC的广泛应用，是构建RISC-V SoC平台不可或缺的基础能力支撑。

SDIO

SD/SDIO主机接口模块支持EMMC卡v4.51协议，支持1/4/8线数据模式。支持SDIO 4.0协议，支持1/4线数据位宽（不支持SPI模式和UHS-II模式)。支持SD卡4.2协议（不支持SPI模式和UHS-II模式）。支持内部DMA进行数据传输。

DMA

DMA用于在外设与存储器之间、存储器与存储器之间提供高速数据传输。可以在无需任何CPU操作的情况下通过DMA快速移动数据。这样节省的CPU资源可供其它操作使用。

DMA可以用于主要的外设：SPI、I2C、USART、TIMER、DAC和ADC等。

QSPI

QSPI（Quad-SPI）是一种专用的通信接口，连接单、双或四条数据线SPI FLASH存储器。该接口可以在三种模式下工作：

• 间接模式：使用寄存器执行全部操作；
• 内存映射模式：外部 FLASH 映射到微控制器地址空间，从而系统将其视作内部存储器。
• 该QSPI接口还可以被软件配置成为eXecute-In-Place(简称XIP)模式。在此模式下，Flash可以被当作一段只读区间直接被当做存储器读取。在默认上电之后，QSPI即处于该模式之下，由于Flash掉电不丢失的特性，因此可以将系统的启动程序存放于外部的Flash中，然后处理器核通过eXecute-In-Place模式的QSPI接口直接访问外部Flash加载启动程序启动。

USART

USART能够灵活地与外部设备进行全双工数据交换，满足外部设备对工业标准NRZ异步串行数据格式的要求。USART通过小数波特率发生器实现了多种波特率。可使用DMA来减轻CPU的工作量。

GPIO

GPIO引脚通过配置相关的寄存器可以用作备用功能引脚，备用功能输入/输出都可以。每个GPIO引脚可以由软件配置为输出(推挽或开漏)、输入、外设备用功能或者模拟模式。每个GPIO引脚都可以配置为上拉、下拉或无上拉/下拉。

CAN

CAN总线是一种可以在无主机情况下实现微处理器或者设备之间相互通信的总线标准。XKAN总线控制器作为XKAN网络接口，遵循CAN总线协议2.0规范。它可以接收和发送11位标识符的标准帧，也可以接收和发送29位标识符的扩展帧。

IWDG

IWDG由其专用低速时钟 (LSI) 驱动，因此即便在主时钟发生故障时仍然保持工作状态。可检测并解决由软件错误导致的故障，并在计数器达到给定的超时值时触发系统复位。IWDG最适合应用于需要看门狗作为一个在主程序之外能够完全独立工作，并且对时间精度要求较低的应用。

WWDG

WWDG通常被用来监测由外部干扰或不可预见的逻辑条件造成的应用程序背离正常的运行序列而产生的软件故障。除非程序在T6位变成0前刷新递减计数器的值，否则看门狗电路在达到预置的时间周期时，会产生一个复位。如果在递减计数器达到窗口寄存器值之前刷新控制寄存器中的7位递减计数器值，也会产生复位。这意味着必须在限定的时间窗口内刷新计数器。

RTC

RTC提供用于管理所有低功耗模式的自动唤醒单元。RTC是一个独立的BCD定时器/计数器。RTC提供具有可编程闹钟中断功能的日历时钟。RTC还包含具有中断功能的周期性可编程唤醒标志。两个32位寄存器包含BCD格式的秒。还可以使用数字校准功能对晶振精度的偏差进行补偿。

I2C

I2C总线接口提供多主模式功能，可以控制所有I2C总线特定的序列、协议、仲裁和时序。它支持标准模式(Sm,100KHz)、快速模式(Fm,400KHz)和超快速模式(Fm+,1MHz)。可使用DMA来减轻CPU的工作量。

GMC

外部存储控制器(GMC)包括以下两个存储控制器：NOR Flash/PSRAM存储控制器，同步DRAM (SDRAM)控制器。

DCMI

DCMI(Digital Camera Interface)全称为数字摄像头接口。数字摄像头接口是一个同步并行接口，可以从数字摄像头捕获视频和图像信息。它支持不同的颜色空间图像的转换，例如YUV422/RGB565，另外支持JPEG格式图像。

G2D

G2D提供从某一个或两个源图像到目标图像的可配置的图像处理功能。支持如下四种转换模式：

• 复制某一源图像到目标图像；
• 将某一源图像进行格式转换后复制到目标图像；
• 将两个不同的源图像进行混合，并将得到的结果进行特定的颜色格式转换；
• 用特定颜色填充目标图像区域。

DISP

DISP屏幕显示控制器接口提供并行的数字RGB(红色，绿色和蓝色)和用于水平、垂直同步、像素时钟和数据使能作为输出并且直接连接到各种LCD(液晶显示器)和TFT(薄膜晶体管)以及OLED(有机发光半导体管)等显示屏幕上。该接口控制器内置DMA引擎连续将数据从系统内存移至控制器内，然后输出至外接显示器。该显示控制器支持两个单独的图层，以及图层叠加和混合功能。

I3C

I3C是实现主控制器相关协议功能的数字核心(依据MIPI I3C规范定义)，提供系统与I3C接口之间的桥接，支持与I3C设备及传统I2C设备(从设备)通信，遵循MIPI I3C规范的限制。

Advanced TIMER

高级定时器是四通道定时器，支持输入捕获和输出比较，可以产生PWM信号控制电机和电源管理。高级控制定时器包含一个32位自动重载计数器，该计数器由可编程预分频器驱动。此类定时器可用于多种用途，包括测量输入信号的脉冲宽度(输入捕获)，或者生成输出波形(输出比较和PWM)。使用定时器预分频器和时钟控制器预分频器，可将脉冲宽度和波形周期从几微秒调制到几毫秒。

Basic TIMER

基本定时器包含一个32位自动重载计数器，该计数器由可编程预分频器驱动。

Mailbox

Mailbox是内部系统与主机处理器之间的通信通道。主机处理器通过AXI从接口与Mailbox模块通信，Mailbox则通过系统总线与内部系统通信。所有主机CPU均可访问外部可见的16KB地址映射空间，该空间包含Mailbox存储器、状态寄存器及控制寄存器。Mailbox访问权限由主机ID和各个Mailbox状态联合控制，而中断控制寄存器的访问权限完全由主机ID管理。

SAI

SAI接口(串行音频接口)灵活性高、配置多样，可支持多种音频协议。该接口适用于许多立体声或单声道应用。例如，它可配置为支持I2S标准、LSB或MSB对齐、PCM/DSP、TDM 和AC’97等协议。将音频模块配置为发送器时，SAI接口可提供SPDIF输出。SAI通过两个完全独立的音频子模块来实现这种灵活性和可配置性。每个模块都有自己的时钟发生器和I/O线控制器。

外设IP模块虽然属于SoC系统中“基础”层，但其重要性却不容忽视。它们是CPU与真实世界之间的桥梁，是系统功能完整性、实时性与易用性的重要保障。芯来此次推出的这一系列IO与外设IP，不仅进一步完善了自身SoC IP平台的横向能力，也为客户提供了“即插即用”、高度耦合的软硬件集成方案，显著缩短SoC开发周期、降低系统复杂度。

芯来科技将在通用外设IP基础上，持续拓展智能外设、低功耗控制器、图像/显示接口、AI感知接口等更高阶SoC模块IP，不断强化RISC-V SoC平台的系统能力与生态兼容性。通过“从CPU到子系统”的一体化IP布局，芯来将携手更多合作伙伴，共同推动RISC-V计算平台的普及与演进。