卷疯了！这国产芯片让便宜的单片机跑出DSP的速度，电机控制省一半成本

来源|CW32生态社区

但现在，情况不一样了。国产芯片正在用硬件加速的思路打破性能与价格的僵局。就像武汉芯源新推出的CW32L012，虽然用的是大家印象中入门级的M0+内核，却塞进了一个实用的CORDIC模块。它能用简单的加减移位硬件算三角函数，速度直接追平M4的DSP，而价格却依然保持M0+的亲民水平。

为了探究CORDIC模块究竟能有有多实用，我们做了一个实验：我们找来了四款芯片：分别是经典的ARM M3内核的STM32F103C8T6、性能更好的M4内核的STM32F411CEU6、更新的M4F内核的模数混合信号MCU STM32G431CBT6、以及国产芯片厂商武汉芯源半导体最新推出的ARM Cortex-M0+内核的模数混合信号MCU: CW32L012C8T6芯片。

我们让这四款芯片各自对 sin30°和cos30°做100万次运算，并计算运算时长，把时长结果打印在显示屏上。由于这四款MCU在内核、性能、价格、产品定位上均有差异，很难做到严格的对照实验，所以我们分多个条件多次试验，最终测试结果记录成表格：

在表中可以看出，STM32F103C8由于没有相关的数学运算加速器模块，所以只能在最高主频72M的情况下，利用match.h 使用CPU硬算，最终计算时长接近两分钟，而其他有相关的数学运算加速器模块的MCU，均可以达到秒级的计算时长。

从测试结果上也可以分析出，在几款主流MCU上，CORDIC的运算速度略低于DSP，像CW32L012与M4/F基本上仅仅相差1~2个uS（除以100万次）。基本上可以满足绝大部分的应用对于高精度计算的需求，这个我下文举例分享。

CW32L012本身所属的M0+内核阵营，在我看来是属于国产芯片中竞争最卷的内核系列，或许很多客户依旧认为，涉及复杂运算的芯片选型是不包含这个系列的，但今天多了一个更具性价比的选择，如果我刚刚大学毕业，我是不敢相信的。因为我们很多朋友对于芯片性能的认知，依然停留在内核优先的状况。毕竟我在大学的时候还没接触过这些。

站在旧有的认知上，我又对比了CW32L012与STM32F103C8使用CPU硬算的差异，从这个角度上看，M0+内核确实不如M3。但CORDIC的存在，又让结果有了惊人的差异。

CORDIC不仅仅能算SIN/COS：

CW32L012除了拥有CORDIC模块外，厂商又对其增加了EAU（扩展算术运算单元），弥补了M0+内核天生的计算性能劣势：

做过FOC电机控制的朋友应该知道，M0/M0+内核的芯片一般在使用到三角函数进行变换计算时，多用查表法或者定点数计算。但这样的弊端就是无法做到精确控制。如果想要精确控制，往往还是选用含有DSP模块的芯片，比如经典的F4/G4。

而CORDIC在M0+内核上的结合，使得可以实现高精度FOC控制的芯片有了更高性价比选择。不单单是FOC电机控制应用，涉及信号处理、计量、功率变换（MPPT、电源）等应用也有了更多高性价比选择，或者也为一些低端产品提供加量不加价的升级可能。毕竟M0+内核对比其他内核芯片的价格差距是数倍的。

我们找到了测试的四款芯片在立创商城上的零售价格：

在全球MCU市场竞争加剧、国产替代加速的背景下，嵌入式设备对核心控制芯片的性能、功耗、可靠性及性价比提出了前所未有的严苛需求。国产芯片卷出来的好产品也越来越多，如果你有功率变换、计量、电机控制、信号处理、超低功耗等应用，不妨看一下武汉芯源半导体有限公司最新推出的CW32L012系列芯片。

高性能内核，丰富外设，满足多样化需求

CW32L012 集成了主频高达96MHz 的 ARM® Cortex®-M0+ 内核，能提供更高效的运算能力，同时还集成了如下外设资源：

● 存储资源：64KB Flash + 8KB SRAM；

● 高性能模拟外设：双12位ADC、双12位DAC、双运算放大器（OPA Rail-to-Rail）、模拟比较器(VC)、电压检测(LVD)等；

● 丰富的定时器资源：1组16 位高级控制定时器、4 组 16 位通用定时器、3 组 16 位基本定时器、1 组 16 位低功耗定时器、1 组 24 位霍尔传感器专用定时器、窗口看门狗定时器、独立看门狗定时器，非常适合电机控制等复杂应用；

● 多样化通信接口：3 路低功耗 UART、3 路 SPI 接口、2 路 I2C 接口，方便连接各类外设模组；

● 硬件加速：4通道DMA、CRC硬件计算单元、坐标旋转数字计算算法（CORDIC）、扩展算术运算单元（EAU），提升数据处理效率，减小算力开销；

● 丰富GPIO：最多支持40个GPIO，扩展性强；

工业级可靠性，适应严苛环境

CW32L012 具备出色的抗干扰能力和宽温度、宽电压工作范围、低功耗操作模式：

● 工作温度：-40℃ ~ +85℃，工作电压：1.7V~5.5V；

● ESD防护高达±8KV（HBM），增强系统可靠性；

该特性使其成为工业传感器、智能表计、户外设备等场景的理想选择。