В рамках завершившейся недавно 27-ой Международной выставки ExpoElectronica состоялся технический семинар, посвященный обсуждению Дорожной карты развития микроконтроллеров на базе архитектуры RISC-V в России, а также текущему состоянию и перспективам формирования отечественной экосистемы.

Участники обсудили технологические вызовы, этапы реализации проектов и инновационные подходы к созданию микросхем, которые могли бы соответствовать потребностям рынка в нашей стране.

 С докладом «Дорожная карта Альянса RISC-V России: микроконтроллеры и экосистема» выступил начальник дизайн-центра проектирования АО «НИИЭТ».

Данная тема сейчас невероятно актуальна для предприятия, а доклад был в основном посвящен новым 32-разрядным микроконтроллерам в пластиковых корпусах, находящимся на финальной стадии разработки:

• двухъядерному микроконтроллеру для АСУ ТП и индустриальных систем;
• универсальному энергоэффективному микроконтроллеру с функциями управления двигателями;
• универсальному микроконтроллеру для портативных систем;
• микроконтроллеру с малым количеством выводов.

Слушателям были представлены технические характеристики новинок, а также прогнозируемые стоимостные параметры. Данные микроконтроллеры создаются с использованием субсидии по постановлению Правительства РФ от 24 июля 2021 года № 1252.

 Планируется, что образцы для тестирования потребителями будут доступны уже в августе-сентябре, а поставка серийной продукции начнется в конце 2025 — начале 2026 года.

Следует отметить, что большим успехом у потребителей пользуется ультранизкопотребляющий 32-разрядный микроконтроллер К1921ВГ015 — флагман линейки, также построенный на базе RISC-V, продажи которого недавно стартовали на маркетплейсе Ozon. Новинка может применятся во многих сферах: средствах измерений, бытовых счетчиках газа и электроэнергии, автоматизации производства, и даже в медицине.

Изделие уже включено в реестр российской промышленной продукции (ПП РФ № 719) и Единый реестр радиоэлектронной продукции (ПП РФ № 878) Минпромторга России с присвоением Реестрового номера № 10595802.  

 RISC-V — это современный открытый стандарт архитектуры процессора, который используется для создания микропроцессоров для всех классов устройств.

Архитектура RISC-V обладает рядом преимуществ, которые делают ее привлекательной для разработчиков во всем мире. Одно из главных достоинств — открытость и модульность. Архитектура управляется некоммерческой организацией RISC-V International. Это позволяет разработчикам свободно адаптировать архитектуру под свои нужды, добавлять и удалять расширения, а также создавать собственные процессорные ядра.

Кроме того, RISC-V не имеет лицензионных ограничений, что делает ее использование бесплатным и экономически выгодным.

НИИ электронной техники, являясь одним из ведущих российских разработчиков и производителей изделий микроэлектроники — постоянный участник международной выставки «ExpoElectronica», которая пройдет в столичном Крокус Экспо уже в середине апреля.

Каждый год экспозиция предприятия привлекает множество посетителей. НИИЭТ постоянно обновляет линейку производимой продукции, демонстрирует не только собственные разработки, но изделия, в основу функционирования которых они заложены.

Кроме того, институт принимает участие в Премии ELECTRONICА, целью которой является отметить достижения российских компаний в области электроники, где неизменно становится лауреатом.

В прошлом году в Воронеж отправились сразу два приза. В категории «Микроэлектроника» 32-разрядный микроконтроллер с ультранизким потреблением К1921ВГ015 удостоился награды за развитие технологий производства микроэлектроники. Эта уникальная новинка АО «НИИЭТ» позволяет решать критические задачи во многих сферах отечественной промышленности: средств измерений, связи, наблюдения, безопасности, автоматизации производства, энергетики, промышленности, различных систем, работающих от батарейного питания. В настоящее время изделие выпускается серийно.

Это первая микросхема нового комплексного проекта «Разработка и освоение в серийном производстве серии 32-разрядных микроконтроллеров» с использованием программы субсидирования в соответствии с постановлением Правительства РФ от 24 июля 2021 года № 1252. В рамках разрабатывается четыре микроконтроллера на основе открытой архитектуры RISC-V, которые перекрывают широкий спектр применений — от аппаратуры АСУ ТП до портативной техники и устройств Интернета вещей. Мощные линейные LDMOS-транзисторы КП9171А и КП9171БС получили награду в категории «Электронная компонентная база». Основная область их применения —усилители телевизионных сигналов, но передовые характеристики создаваемых новинок позволят улучшить с их помощью параметры и другой радиоаппаратуры, таких, как, например, системы радиолокации и навигации. АО «НИИЭТ» принимает заявки на поставки LDMOS-транзисторов.

В этом году НИИЭТ поборется за Премию в категории «Производственный аутсорсинг» за создание сборочного производства интегральных микросхем и полупроводниковых приборов в металлополимерных корпусах.

В последние годы, с развитием технологий, спрос на мощные и надёжные радиочастотные компоненты, такие как LDMOS, значительно возрос.

Они способны гарантировать стабильную работу в условиях постоянной нагрузки, что критично для вещательных станций и телекоммуникационных компаний, стремящихся обеспечить своим зрителям наилучшее качество изображения и звука.

В прошлом году Научно-исследовательский институт электронной техники успешно провел испытания новейших мощных СВЧ LDMOS-транзисторов. Изделия полностью соответствуют требованиям ТЗ и не уступают аналогам по эксплуатационным параметрам.

Следует отметить, что транзистор, получивший наименование КП9171БС — первый российский несимметричный транзистор, разработанный для применения в схемах Догерти, обеспечивающий наилучшее сочетание линейности характеристик, выходной мощности и энергетической эффективности. В настоящее время предприятие продолжает приниматься заявки от потребителей, заинтересованных в данной продукции.

Основные характеристики:

• Диапазон частот до 860 МГц

• Высокие значения КПД

• Максимально допустимое напряжение питания 50 В.

Применение данных транзисторов в цифровом телевидении позволяет не только увеличить дальность действия сигналов, но и улучшить качество изображения, что является ключевым аспектом в борьбе за внимание потребителей в условиях растущей конкуренции на рынке мультимедиа.

Таким образом, LDMOS-транзисторы становятся основой для инновационных решений в сфере цифрового вещания, открывая новые горизонты для дальнейшего развития технологий. Важным преимуществом транзисторов КП9171А и КП9171БС перед зарубежными аналогами является их доступность для отечественных предприятий и надёжность поставок.

Микроконтроллер с низким потреблением — одна из самых перспективных и революционных разработок НИИ электронной техники. Не секрет, что продукция, выпускаемая предприятиям, уже много десятилетий спешно применяется во многих отраслях как военной, так и гражданской промышленности.

Одной из основных областей применения новинки, получившей наименование К1921ВГ015, являются устройства учета потребления электроэнергии, воды и других ресурсов.

Кроме того, изделие будет незаменимо:

В мобильных компьютерных решениях со сверхнизким энергопотреблением (планшеты и КПК), решениях типа Box PC, портативных измерительных приборах, автономных кассовых аппаратах и платежных терминалах;

В человеко-машинных интерфейсах. Это касается голосовых сервисов, графических и пользовательских интерфейсов (GUI), устройствах для обнаружения жестов, ключевых слов и звуков (Edge Impulse), сенсорных панелях управления;

В устройствах для работы вне помещений с питанием от солнечных батарей (например, автоматах по продаже билетов или цифровых транспортных табло);

В системе Интернета вещей (IoT). Речь идет о голосовых сервисах (ACK), интеллектуальных сенсорных узлах реального времени FreeRTOS, IoT для терминалов и точек доступа, IoT-платформы для датчиков движения, IoT для интеллектуальных систем управления, Bluetooth для метеостанций, фитнес-трекеры (браслеты), IoT для интеллектуального мониторинга объектов и ряд других приложений;

В портативных медицинских приборах и оборудовании: глюкометры, измерители артериального давления, приборы для проведения ЭКГ, гальванизации и электрофореза, кислородные концентраторы, системы мониторинга пациентов и другие приборы;

В автоматизация зданий и системы «умный дом», где внедряется перспективная технология ZigBee, использующаяся для связи с датчиками температуры, влажности, освещения, вентиляции, интеллектуальными приборами учета и т. п.

Микросхема К1921ВГ015 представляет собой СБИС 32-разрядного микроконтроллера на базе ядра RISC-V.К преимуществам микроконтроллера К1921ВГ015 можно отнести:гибкую систему управления питанием, поддерживающую пять режимов пониженного энергопотребления, программное отключение периферийных блоков и домен батарейного питания, позволяющий осуществлять контроль вскрытия корпуса системы, отсчитывать временные промежутки и сохранять информацию при отсутствии основного питания.

объем внутрикристалльной FLASH-памяти равный 1 Мбайт, что кратно превышает емкость встроенной FLASH у аналогов.Микроконтроллер собирается на новой технологической площадке по корпусированию электронных компонентов в пластик, запущенной в сентябре. Кроме К1921ВГ015 на данном производстве собираются и другие изделия в корпусах QFP, QFN, SOT, SOIC и TO.

АО «НИИЭТ» (входит в ГК «Элемент») уже не первый год занимается разработкой и реализацией собственного испытательного оборудования. Данные работы выполняются, в том числе, с использованием субсидий согласно постановлению Правительства РФ от 16 декабря 2020 года № 2136 «Об утверждении Правил предоставления из федерального бюджета субсидий российским организациям на финансовое обеспечение мероприятий по проведению научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области средств производства электроники».

Испытательный центр института теперь имеет два полноценных отдела — отдел испытаний и отдел измерений. Подразделения включают в себя пять лабораторий: лабораторию испытаний интегральных микросхем и полупроводниковых приборов, лабораторию разработки, изготовления и сервисного обслуживания оборудования и оснастки, лабораторию исследования интегральных микросхем и полупроводниковых приборов, лабораторию измерения интегральных микросхем и полупроводниковых приборов, а также лабораторию измерительного оборудования. 

В 2024 году был заключен ряд договоров на поставку испытательного оборудования, как ведущим российским предприятиям радиоэлектронной промышленности, так и нашим партнерам ближнего зарубежья.

Увеличение количества разрабатываемого оборудования повлекло за собой расширение не только производственной площадки, а она требует немалого пространства за счет габаритов собираемого испытательного оборудования, но и расширение штатной структуры. Теперь в штате трудятся высококвалифицированные специалисты, готовые помочь с решением любых вопросов, начиная от консультации на этапе составления технического задания, заканчивая сборкой оборудования и последующим обслуживанием, индивидуальным для каждого заказчика.

Подобная модернизация и усовершенствование работы испытательного центра института позволили предприятию увеличить объем проводимых испытаний, освоить новое производственное направление и выйти на международный рынок.

Данный комплексный подход позволит своевременно и качественно удовлетворить все запросы потребителей на проведение испытаний и поставку испытательного оборудования.

 В рамках современных тенденций к росту производства отечественной электроники в перспективе планируется дооснастить производственные площади испытательного центра самым современным и высокотехнологичным измерительным и испытательным оборудованием для выполнения поставленных от потребителей задач любой сложности.

Сделать заказ на проведение испытаний и оформить заявку на приобретение испытательного оборудования возможно на сайте производителя АО «НИИЭТ» https://niiet.ru/product-category/testing/ или обратившись на почту p.parmon@niiet.ru.

Воронежский НИИ электронной техники создал универсальный микроконтроллер с низким потреблением на базе RISC-V.
RISC-V (Reduced Instruction Set Computing — V) — это открытая и свободная система команд и процессорная архитектура на основе упрощенного набора команд. На ее основе сегодня создается множество микроконтроллеров по всему миру.
Процессорное ядро нового микроконтроллера, имеющего шифр К1921ВГ015, поддерживает систему команд RV32IMFCN_ZBA_ZBB_ZBC_ZBS. BM-310S6 и два режима привилегированности: «machine» и «user». «User» предоставляет механизм изоляции процессов друг от друга и от доверенного кода, исполняемого в «machine».
Конвейер BM-310S6 состоит из 2-х стадий, на которых выполняются следующие операции:
1. Генерация запроса в подсистему памяти программ (PMS).
2. Чтение фрагмента кода из PMS и извлечение команд. Декодирование команды. Исполнение команды.
Подсистема предварительной обработки команд (FE) отвечает за выполнение операций первой стадии конвейера и частично второй стадии конвейера.
Блок FE состоит из:
1. IFU - Instruction Fetch Unit - содержит логику формирования адреса следующего фрагмента кода.
2. IDU - Instruction Decode Unit - блок предварительного декодирования инструкций.
3. IFQ - Instruction Fetch Queue - очередь фрагментов кода.
Изделие оптимально для выполнения задач центрального микроконтроллера в приборах учета, поскольку оно разрабатывался с учетом специфики такого применения.
Кроме того, К1921ВГ015 может применяться: в IoT- системах устройствами, средствах измерений, связи, наблюдения, безопасности, автоматизация производства, энергетики, в различных системах, работающих от батарейного питания, и даже в управлении промышленными и робототехническими системами.

В 2024 микроконтроллер К1921ВГ015 удостоился престижной премии Electronica за развитие технологий производства микроэлектроники.