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国产芯片“全家桶” 紫光展锐多款新品抢先看

2021-01-28张平

微型计算机 2021年1期
关键词:展锐紫光芯片

张平

作为国内半导体业界备受关注的厂商,紫光展锐近年来新品不断。2020年底,紫光展锐在新品发布会上一口气推出了五款产品,涵盖了智能汽车、智能设备、5G射频等诸多应用场合。那么,这些新品都有那些特点呢?应用场合分别是哪里呢?今天,我们一起来了解相关内容。

提到紫光展锐,它可以说是国内首屈一指的Fabless企业(无工厂芯片供应商),其现有产品主要集中在互联互通、移动计算等领域。《微型计算机》在之前曾深入介绍过紫光展锐有关移动计算的新品。而在2020年底,紫光展锐又发布了一揽子新品,包括发布了第二代中国联通5G CPE VN007+、第二代NB-IoT芯片V8811、汽车芯片展锐A7862、车规级双频多模定位芯片A2395、旗舰级智能可穿戴芯片W517和全新的5G射频前端解决方案等。这些新品展示了紫光展锐的技术实力,凸显了紫光展锐在5G时代加速发展的设想,也带来了很多实用又新潮的新功能,值得一看。

让5G普及更迅速第二代5G CPE VN007+

2020年可以说是5G移动通讯真正大规模普及的第一个年头。由于5G刚开始进入普及通道,所以对很多用户来说目前一方面无法体验到5G真正的大带宽和高速度,另一方面很多用户现有的设备都是4G时代购买的,很难接入5G的网络。在这种情况下,一种名为5GCPE的设备应运而生。所谓CPE,是Customer Premise

Equipment的缩写,直译过来就是“客户终端设备”。在此之前,联通就联合紫光展锐推出过一款型号为V N007的CPE产品,这次发布的新品带上了一个“+”,是上代产品的升级版本,性能更为出色。

对于CPE这种设备,很多用户可能会感到比较陌生。一般来说,CPE的用途是将公网的无线信号转为小范围的Wi-Fi或者有线信号,适合部署在商业、家庭等场合,为用户提供更为方便以及速度更快的网络服务。在之前的3G、4G时代,由于有线网络在带宽、网络延迟等核心参数上相比3G、4G网络存在一定的优势,因此CPE这样的设备往往只在有线网络覆盖比较差的地区流行,一般在家庭中比较少见。

而在进入5G时代后,考虑到目前的光纤有线网络速度一般不超过1Gbps,而理想状态的5G网络最大下载速度普遍可以超过2Gbps,因此相对于光纤这类有线网络来说,采用5G的CPE设备依托5G传输极高的带宽和较好的网络特性,有可能成为主流市场的选择。对一般用户来说,在接入了5GCPE设备后,家庭中无论是PC还是物联网设备等都可以获得更大的带宽、更稳定的连接,能够将整个家庭或者商用、工业场所带入5G时代。

早在2020年2月召开的发布会上,联通联合紫光展锐推出了型号为VN007的CPE产品。它采用的处理器是紫光展锐春藤V510。这款芯片是紫光展锐专门为5G应用推出的5G多模芯片,可以同时支持涵盖2G~5G的绝大部分网络格式,包括了TDDNR/FDDNR/FDD-LTE/TDD-LTE/TD-SCDMA/WCDMA/GSM等。5G模式下,春藤V510的下行速率最高可达2.3Gbps,上行速率则达到1.15Gbps;而在LTE模式下,它的下行速率最高为600Mbps,上行速率最高为150Mbps。在核心架构方面,春藤V510采用的是双核心架构,频率1.35GHz,采用12nm工艺制造,支持LPDDR4X1866內存。基于这款芯片的V N007CPE产品则继承了春藤V510的绝大部分技术特性,包括不同的网络支持、下载速度以及信号模式等。

而在最新的这次发布会上,紫光展锐和联通联手发布的是V N007的升级版本,型号变为VN007+。V N007+在芯片上依旧采用的是紫光展锐春藤V510,但是加入了对更多功能的支持,比如支持SAn1频段,并且在中频2100MHzFDD上可以实现80MHz5G带宽,同时VN007+在5G信号的覆盖范围上也有大幅度提升。不仅如此,V N007+还带来了完整的3GPP标准化网络切片支持。所谓网络切片,是指在未来的5G网络中,使用不同类型的虚拟网络来针对不同类型的应用和设备。举例来说,针对物联网设备、个人电脑或者手机、工业设备等不同的设备拥有不同的网络需求,比如用户用个人电脑或者手机观看视频直播需要高带宽,用它们玩游戏或者物联网设备则要求低延迟,物联网电表或者水表要求连接范围广但是对延迟不敏感等。

在传统的网络中,这些设备会拥挤在同一个通道中,对网络带来不利影响,但是通过网络切片,就可以将不同需求的设备分隔开来,就像道路一样,专门的人行道、自行车道、独立轨交车道,车行道也分慢车道和快车道,为不同的用户提供最合适的服务。

目前,V N007+已经可以支持5G网络切片功能,紫光展锐为此在多个方面进行优化:包括调制解调器中心化,也就是将切片和网络之间做切片选择的动作让调制解调器直接处理;智能手机优化;联合运营商开通切片管理器,使之能够处理上百万应用程序的连接需求等。不过,这些新技术在网络上应用还需要一段时间,但是紫光展锐为此已经提前做好了准备,能够让用户在网络切片等新功能第一时间上线后,享受技术进步带来的优秀体验。

大幅度提升性能功耗比紫光展锐V8811

紫光展锐此次还发布了有关NB-IoT相关的芯片,型号是V8811。根据紫光展锐介绍,这是业界首款5GNB-IoT产品,可以与5GNR网络共享,也可以接入5G核心网络。这款产品的特性是让传统的NB-IoT设备从静态应用转向了动态,因此可以承载2G退网过程中大量设备转向5G应用场景的需要。

V8811采用的是ARM面向超低功耗IoT设备的Cortex-M33核心,单核心设计,最高频率312M Hz,芯片内置了16Mb/32Mb Flash存储,整体封装尺寸仅为5.8mm×5.9mm(长×宽),采用BAG封装,拥有143个触点。接口方面支持UART、SPI、I2C、SDIO以及PWM等。在技术特点上,V8811支持3GPP NB-IoT R13/R14/R15/R16相关通讯规范,后续还可以通过软件升级提供对R17的支持。

在功能方面,V8811能够实现移动分布、并发连接的应用场景,避免传统集中部署和分时上报的缺陷。安全方面,V8811是业界首个支持TEE和国家加密算法的产品,支持安全启动、支持可信区间等技术。尤其值得一提的是,V8811是目前最省电的NB-IoT产品之一,其制造工艺采用了比较先进的22nm工艺,再加上通信和应用解耦以及基于场景的优化,这款产品综合功耗比前代产品降低了50%以上,更为适合在低功耗设备上长期使用。

总的来看,紫光展锐V8811具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量以及比较出色的规格设计,尤其适合在民用、工业、农业等场合使用。紫光展锐还特别提到,V8811支持工业规范级的温度特性,可以在-40°C~85°C的宽温度区间使用,支持2.1V~4.2V不同类型的供电,能够最大限度地满足不同用户在不同场合下的使用需求。

面向未来的汽车座舱芯片紫光展锐A7862

目前智能汽车产业发展如火如荼,紫光展锐也是看准了这个时机切入智能汽车市场,推出了第一代DRIVERX、面向智能座舱解决方案的芯片A7862,希望通过强悍的规格、出色的性能和优秀的功能支持抢占市场。

A7862在架构使用上还是非常出色的,它采用了12nm制造工艺,CPU方面集成了8个核心,包含了2个Cortex-A75大核心和6个Cortex-A55小核心,CPU的最高频率达到1.8GHz,并且支持DynamIQ。GPU方面,它采用了Mali-G52MP2的方案,最高频率为614.4MHz。视频功能方面,A7862最大支持2400×1080的分辨率以及1080p@60Hz的H.265视频编解码功能。存储方面,A7862支持LPDDR3933MHz和LPDDR4/4X 1600MHz内存,也支持eMMC5.1存储接口。通信能力方面,A7862支持目前主流的2G、3G、4G以及Wi-Fi、蓝牙、BLE、FM、GNSS等,从规格支持方面来看可以说相当全面。

从架构角度来说,相比目前车机上广泛使用的,性能相对落后的SoC产品,A7862在性能上的确“先声夺人”。根据紫光展锐的官方数据显示,在采用了性能较高的Cortex-A75搭配高性能功耗比的Cortex-A55后,A7862的多核处理器能力相比目前市场上类似的产品提高了大约89%,GPU处理能力更是提高了三四倍之多。其性能表现完全能满足现在汽车越来越偏向于智能化交互、更多大屏幕以及娱乐化的智能座舱需求,比如实时在线导航、远程汽车控制、在线语音识别、在线娱乐和社交等任务。

此外,A7862还加入了新的AI加速核心VDSP以及行为监控系统DMS。紫光展锐宣称,A7862的AI计算性能是现有市场上同档次产品的2倍以上,而DMS的加入还可以用于对车内人员进行行为感知和监控。在AI加速核心和DMS的配合下,A7862可以实现手势识别、手势动作控制以及针对驾驶员安全的行为监控、疲劳警告、抽烟警告等,堪称“车内的智多星”。

除了上述功能之外,在汽车安全方面,A7862能够在雷达、摄像头等安全配件的辅助下,带来包括前车防碰撞预警、车道偏离预警、行人碰撞预警、盲区监测等丰富的ADAS功能,另外配合CPU和GPU强大的算力,A7862能够带来包括360度环视、全景显示、倒车轨迹模拟以及在特殊气象条件(雨天、雾天、弱光和强光)环境下的图像增强等功能。为汽车和司乘人员的安全带来一层额外的保障。

随着目前智能汽车、网联汽车以及ADAS的发展趋势,未来汽车产业必将进一步往数字化的方向进化,其配置的处理芯片在性能和功能上也会越来越出色。因此,紫光展锐在这个时候推出A7862,恰好能够满足市场对类似产品的需求,算得上是面向未来广阔市场的前瞻产品布局。另外,从A7862的产品架构、性能表现以及紫光展锐在AI、ADAS等方面做出的努力来看,它也是非常符合未来产业发展趋势的,占据更多的市场份额应该是可以期待的。

精确定位车规级别定位芯片A2395

A2395是紫光展锐最新推出的车规级高精度定位芯片,其特点在于支持双频多模,支持L1+L5双频定位,相比传统的单频定位,紫光展锐宣称A2395的码片速率提高10倍,误差抑制能力提高10倍,定位精度提高10倍,能够提供厘米级的定位精度,支持北斗、GPS、格洛纳斯、欧洲伽利略、准天顶卫星系统、印度区域导航卫星系统等全球绝大部分主流卫星导航产品。

在产品架构方面,A2395采用了22nm工艺,集成的CPU部分支持浮点运算和MPU,运行频率最高为400MHz,同时还在内部集成了基带、射频和电源管理部分。由于是车规级别产品,因此A2395工作温度依旧可以忍受-40°C~85°C的宽范围区间,其DPPM也就是百万分比的缺陷率小于1,寿命大于15年。

根据紫光展锐的现场展示,A2395能够在各种路况环境下实现精准定位,包括高楼林立的城市、商业街复杂路况以及高架路导航等表现都超过目前市售产品,其整体表现是非常出色的。在市场方面,这款产品不光可以用于汽车,也可以使用在包括无人机、智能机器人、可穿戴设备、智能手机等产品中,应用范围包括智能物流、智能勘察、智能导航、智能路径追踪等场合,发展前景非常广阔。

穿戴随心智能手表平台W517

随着目前可穿戴设备的兴起,紫光展锐也开始推出这个领域的相关产品。W517是最新发布的面向智能手表等可穿戴设备的处理器产品。工艺方面采用目前比较先进的12nm工艺制造,集成了4个CPU核心,支持“无级变速”的系统调度,可以根据使用场景自动适配功耗和频率,其整体功耗相比市场上同类产品低大约10%,续航能力更为出色。

由于这款产品专门面向可穿戴设备,因此芯片的体积需要严格控制。对于这一点,紫光展锐采用了AHMD也就是超高微集成三維系统封装(AMHD3DSiP)封装,搭配高级ePoP封装技术,使得芯片的基板面积相比上一代春藤8521E处理器降低了40%,比市场上竞争对手的同档次产品缩小了40mm2。同时芯片更薄,应用在智能手表中的时候能够降低1毫米厚度,为产品设计提供了更大空间。

除了上述特点外,W571还在通信功能、续航能力和AI功能方面有着独到之处。先来看支持通信的方面。W517支持4G全网通,集成了基带,支持4G+Wi-Fi数据通信,包括视频通话等功能。续航能力方面,由于应用了在可穿戴设备中相对先进12nm工艺,因此W571的整体功耗大幅度降低,其调制解调器支持远程RRC智能控制技术并加入了低功耗智能搜网优化策略,操作系统加入了待机资源节能以及心跳控制技术,内存支持LPDDR4X可以有效降低功耗,因此W571的最终功耗表现远胜同档次产品。

AI体验堪称W571的最大亮点。首先,W571可以支持AI对图像画质进行增强。在拍摄视频时,AI技术可以用于修复抖动引起的画面帧间质量受损,并且还可以提升暗光条件下图像亮度、对比度以及暗处细节等。此外,W571还应用了双ISP设计,结合AI处理能够实现人脸识别等功能。其次,W571支持AI音频降噪消除回声,能够结合ANC、ENC、DSP降噪技术在不需要增加额外的芯片面积和成本的情况下,实现更为清晰的语音通话和音频质量。第三,在定位方面,W571支持AI多重定位和高精度定位SDK等功能,能够实现亚米级别的高精度定位,实现包括电子围栏等需要高精度定位才能支撑的先进功能。

从W517的功能设计和定位来看,这是一款非常适合在可穿戴设备尤其是智能手表等产品上使用的SoC芯片,尤其是其12nm工艺、特殊的封装技术以及相对应在性能、功耗和AI方面的加强,使得这款产品能够准确把握未来的趋势,应该会得到市场的青睐。

小结

从以上的介绍不难看出,紫光展锐在2020年末发布的芯片“全家桶”还是相当给力的。新品覆盖了5G、汽车、物联网和智能穿戴等多个场合,相对应的产品也颇具竞争力,尤其是在技术实现、功能设计方面不乏令人眼前一亮的地方。相信随着应用这些芯片和技术的终端产品一一上市,紫光展锐带给人们的不光是新的体验和感受,还有全面数字化和智能化的新浪潮,一起期待吧。

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