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08/11/2021

沉芯简介

“浮世,沉芯!”

   集成电路芯片的打造非一年一日之功,需要经年积累才能有所小成。浮华之世,需要沉下心来做芯片。

    沉芯芯片隶属于自适应芯片系列,是一款微控制(MCU)和动态可重构阵列为一体的串并行一体化异构芯片。沉芯具备串行与高速并行的特性,比CPU+FPGA逻辑密度更大,功耗更低,计算能力更强,可以实现动态重构,编程更容易,实时动态切换逻辑结构更简单;比CPU+DSP架构计算性能更高,具备高并行低功耗的特性,同时可以软件定义芯片,实现不同时间对不同任务的实时加速该芯片分为三种型号,依据包含动态可重构阵列的个数和分别命名为RAC101, RAC102和RAC103。

    沉芯系列,具备32位MCU,10MHZ~200MHZ主频,CPU采用RISC-V RV32IM指令集,性能超过ARM Cortex-M3,0~192个32位元的动态可重构计算单元、0~26个32位乘法器及FP32计算单元(IEEE-754标准)、针对32位数据的最大计算能力38400MOPS(38GOPS)、接口为SPI、QSPI、UART、PWM、I2C、SDRAM(RAC101和RAC102不含)、可配置GPIO等。

    为了便于客户进行选择,表1-1具体列出了不同型号的配置列表。其中,RAC101系列不具备动态可重构计算单元,可以作为一个独立的MCU运行。

类别

型号

CPU

乘除法器

频率

MHZ

可重构单元

浮点计算单元数

最大

算力

GOPS

SRAM

数据存储

SRAM

指令存储

I2C

SPI/

QSPI

UART

PWM

可编程GPIO

沉芯

 

 

RAC101

RV32IM

Yes

10~100

0

0

0.1

16

24

2

2

2

8

48

RAC102

RV32IM

Yes

10~200

72

12

12.8

16

24

2

2

2

16

80

RAC103

RV32IM

Yes

10~200

192

26

38.4

32

24

2

2

2

20

104

 Robei沉芯系列

 

 

计算能力

Ÿ   0~192个并行可变逻辑核心

Ÿ   每个计算单元都是32位元

Ÿ   0~26个浮点计算单元

Ÿ   16KB~32KB数据缓存

Ÿ   24KB指令缓存

Ÿ   最大计算能力0.1~38.4GOPS

Ÿ   支持向量、矩阵、数据流处理

Ÿ   支持图像卷积运算、插值运算等

CPU

Ÿ   RISC-V指令集:RV32IM

Ÿ   CPU频率10MHZ~200MHZ

Ÿ   CPU总线位宽32bit

Ÿ   支持操作系统RTOS

Ÿ   支持编译器GCC

Ÿ   可用C/C++编程

Ÿ   内核1.2V,外部3.3V电压

Ÿ   快速中断响应处理

Ÿ   指令SRAM24KB

Ÿ   数据SRAM16KB32KB

Ÿ   双路8通道DMA控制器

动态重构

Ÿ   09x816x12可重构阵列

Ÿ   指令配置方式,最少16条指令

Ÿ   重构一次需要几微秒

Ÿ   计算单元10向连接

Ÿ   部分重构不需要重启

Ÿ   可暂停数据重配置再传输数据

逻辑门数

Ÿ   RAC101420万逻辑门

Ÿ   RAC102840万逻辑门

Ÿ   RAC103 1520万逻辑门

I/O管脚

Ÿ   48~104个按组可编程GPIO

Ÿ   2SPI/Quad SPI接口

Ÿ   2UART接口

Ÿ   8-20PWM接口

Ÿ   2I2C接口

Ÿ   JTAG调试接口

时钟

Ÿ   10MHZ~200MHZ运行频率

Ÿ   可变逻辑内部可以降频

计时器

Ÿ   416比特时钟

Ÿ   一个32比特时钟

Ÿ   一个看门狗

产品等级

-         I :工业级

-         C:民用级

产品型号

-         RAC101I/C

-         RAC102I/C

-         RAC103I/C

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随着计算量的激增,人工智能的发展,纯粹依赖于工艺革新的集成电路发展遇到工艺成本上升和垄断化竞争的发展瓶颈。CPU、GPU、FPGA和其他专用架构正在不断地竞争与融合,以求达到高性能低功耗的目的。通过对现有架构的优劣分析,Robei基于自适应芯片多年研究的基础,提出全新的快速动态可重构的自适应芯片架构,该架构是一种全新的高性能低功耗处理器架构,通过传统CPU架构实现调度与配置,新的平行处理器阵列来加速计算,在性能要求苛刻的情况下达到低功耗高性能计算的最优化。同时自适应芯片具备动态可重构功能,实现微秒到纳秒级别全部或部分动态重构,提高了计算的灵活性,实现软件定义芯片,非常适合流式数据的处理。芯片一旦有损坏单元,可避开损坏单元进行重配置,实现算法级别损坏自修复。可以应用到图像处理、大数据、虚拟现实、增强现实、监控、工艺厂商的逻辑缺陷检测、卫星、雷达、移动设备、机器人、无人机、显示器等各个领域。若贝基于自主开发的EDA工具打造出支持RISC-V指令集的三级流水和八级流水的自主架构的CPU,以及高速和低速总线、QSPI/SPI协议、I2C、UART、PWM、可编程GPIO等。

  基于该架构并结合超高速动态可重构的计算阵列,打造出串并行一体化的自适应芯片。

 

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·Robei自适应动态可重构芯片

2015826日,由青岛若贝电子有限公司自主研发的中国首款自适应动态可重构芯片在青岛市发布。青岛高新区管委领导、国内知名专家、企业代表及媒体代表等嘉宾参加本次发布会

 

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Robei自适应芯片发布会现场

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发布会现场专家提问

 

 

Robei自适应动态可重构芯片

  传统FPGA芯片相比,Robei自适应芯片采用动态可重构的单元阵列Rocell,每个单元的配置数据非常少,完成整个芯片的配置时间精确到微秒级别,可实现无限次数快速动态重构。Robei芯片可以设置自检,一旦发现有损坏的单元,可避开损坏单元进行重配置。

 

·若贝精英实训路演

若贝精英实训路演6大项目3D空间显示、鱼鹰直升机设计、大蒜自动种植、图视智慧监控、茶叶自动采摘、智慧车距光大控制等12家投资机构相关负责人分别就项目融资、收益、规划、前景等方面与若贝总经理吴国盛进行了深入交流。

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若贝精英实训项目展板

 

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