Компания HPMicro представила серию HPM5100 — семейство 32-разрядных смешанных (mixed-signal) микроконтроллеров на архитектуре RISC-V, которое открывают модели линейки HPM5151. В основе лежит ядро RISC-V с частотой 400 МГц, а в наборе — 416 КБ SRAM, 1 МБ флеш-памяти, четыре 16-битных АЦП, четыре операционных усилителя и четыре аналоговых компаратора.
Также чип получил высокоскоростной интерфейс USB 2.0 OTG со встроенным PHY, контроллер CAN FD, несколько интерфейсов UART/SPI/I2C и 32 канала ШИМ для управления двигателями. Поддерживаются аппаратные операции с плавающей запятой и DSP-инструкции, а интегрированная аналоговая периферия снижает потребность во внешних АЦП и схемах предобработки сигнала.
Характеристики HPMicro HPM5100:
Блок-схема серии HPM5100 (исходное изображение переведено и улучшено с помощью ChatGPT)
- Ядро MCU — одноядерный 32-разрядный процессор RISC-V на частоте 400 МГц (до 480 МГц в высокопроизводительном режиме с внешним питанием)
- Поддержка аппаратного FPU, SIMD и DSP-инструкций
- Кэш L1: 16 КБ для инструкций и 16 КБ для данных
- До 3,57 CoreMark/МГц
- Оперативная память
- 416 КБ SRAM
- 256 КБ локальной памяти инструкций (ILM)
- 128 КБ локальной памяти данных (DLM)
- 32 КБ AHB SRAM
- Постоянная память
- 1 МБ флеш-памяти в корпусе (SiP)
- 128 КБ Boot ROM и 4 Кбит памяти OTP
- Интерфейс XPI с поддержкой внешней последовательной флеш-памяти NOR/NAND, HyperFlash, HyperRAM и PSRAM
- Аналоговая периферия
- Четыре 16-битных АЦП последовательного приближения (SAR) до 2 Mвыб/с, перенастраиваемых на 12-битное разрешение при скорости до 4 Mвыб/с, с поддержкой дифференциальных входов
- Четыре операционных усилителя, настраиваемых как усилители с программируемым коэффициентом усиления (PGA)
- Четыре аналоговых компаратора со встроенным 12-битным ЦАП для формирования опорного напряжения
- USB — один высокоскоростной интерфейс USB 2.0 OTG со встроенным PHY
- Шина CAN — один контроллер с поддержкой CAN FD на скорости до 8 Мбит/с
- Прочие интерфейсы
- 5x UART, 4x SPI, 3x I2C
- Два интерфейса I2S (отсутствуют в варианте QFN32)
- До 79 линий GPIO
- Безопасность — защищённая загрузка (Secure boot), защита JTAG, 128-битный уникальный идентификатор и выполнение кода из внешней NOR-флеш с шифрованием AES-128 CTR
- Прочее
- Четыре 8-канальных модуля ШИМ (всего 32 канала)
- Три модуля таймеров общего назначения, в каждом по четыре 32-битных счётчика
- Три сторожевых таймера
- Периферия маршрутизации триггеров и синхронизации
- Два 32-канальных контроллера DMA
- Питание
- Основное питание от 3,0 до 3,6 В
- Выбираемые банки ввода-вывода 1,8 В / 3,3 В
- Встроенные LDO-регуляторы и режимы пониженного энергопотребления: ожидание, останов и выключение
- Корпуса
- HPM5151IPEX — LQFP100, 14 × 14 мм
- HPM5151IN8X — QFN68, 8 × 8 мм
- HPM5151IN6X — QFN48, 6 × 6 мм
- HPM5151IN5X — QFN32, 5 × 5 мм
- Диапазон температур — от −40 °C до +105 °C (температура окружающей среды), при максимальной температуре кристалла +125 °C в штатных условиях эксплуатации
Официально HPM5100 заявлен как чип на 400 МГц, но у него есть и «экстремальный» режим на 480 МГц. Чтобы им воспользоваться, нужно подключить внешний источник питания и не допускать нагрева помещения выше 70 °C. Производитель также предупреждает, что держать такую частоту круглосуточно не стоит, и для долгого срока службы рекомендует ограничиваться 400 МГц или меньше.
Со стороны ПО HPM5100 поддерживается открытым HPM SDK от HPMicro: в него входят низкоуровневые драйверы, промежуточное ПО и такие компоненты, как FreeRTOS и TinyUSB. Поддержка HPM5100 и отладочного набора HPM5100EVK появилась в версии SDK 1.13.0, вышедшей в сентябре 2026 года. Разработчики могут использовать Segger Embedded Studio для RISC-V, а HPMicro дополнительно предоставляет документацию и примеры приложений через репозиторий SDK и онлайн-документацию.
Отладочная плата HPM5100EVK
Компания также выпустила отладочную плату HPM5100EVK, на которой распаяны микроконтроллер HPM5151, внешняя флеш-память QSPI NOR, аудиокодек ES8389, трансивер CAN и встроенный отладчик HPM5301 с поддержкой JTAG и последовательной связи. На плате есть два разъёма USB Type-C (для отладки и USB OTG), коннектор для управления двигателем, отдельные разъёмы для АЦП и операционных усилителей, а также 40-контактный разъём расширения, совместимый с Raspberry Pi. Для питания предусмотрена перемычка, позволяющая выбрать внутренний LDO или внешний DC-DC-преобразователь.
Ранее HPMicro уже представляла микроконтроллер HPM64G0 — гигагерцовый RISC-V-чип с 2D-графическим движком и двумя гигабитными Ethernet, а также серию HPM6800 с ядром RISC-V на 600 МГц и опциональным 2.5D-GPU Vivante для интерфейсов и дисплеев. По сравнению с предыдущими моделями серия HPM5100 ориентирована на аналоговые измерения и управление двигателями: четыре 16-битных АЦП до 2 Mвыб/с, до 48 аналоговых входов и четыре 8-канальных контроллера ШИМ.
Серия HPM5100 уже находится в массовом производстве. Модели HPM5151IN61 (QFN48), HPM5151IN81 (QFN68) и HPM5151IPE1 (LQFP100) доступны в магазине Huaqiu Mall по цене ¥15,60, ¥16,90 и ¥19,50 соответственно (около $2,33, $2,52 и $2,91). Отладочная плата HPM5100EVKREVB предлагается за ¥258 (примерно $38,50). Указанные цены включают внутренние китайские налоги и не учитывают доставку.
