国民技术将芯片，覆盖到了衣食住行
作者：黄烨锋
EET电子工程专辑原创
去年8月份，国民技术在发布的财务中报中，明确将通用MCU作为其重要发展规划。财报中提到报告期内，“首款基于Arm Cortex-M4内核系列产品处于应用方案开发和客户导入阶段，多个基于Arm Cortex-M0及M4内核系列的通用安全MCU产品进入研制状态”。本月的慕尼黑上海电子展上，我们就看到了国民技术在各行各业推广其通用MCU的成果。
国民技术在今年慕尼黑上海电子展上的投入可谓很大，我们在国民技术展位上看到了包括网络安全、无线射频、电机控制、工业应用、消费电子、智能家居、健康医疗、智能交通、物联网、MCU生态共10个展示主题。除了像安全芯片、可信计算这种传统杀手锏之外，国民技术的通用MCU在如今的热门领域几乎做到了全覆盖，表明其动作还是相当快的。记得这家公司2018年报还写着“将面向物联网的通用MCU全系列产品作为信息安全市场以外的另一个发展重点”，当时还在规划阶段。
看起来信息安全产品、通用MCU、无线通信连接已经是国民技术并驾齐驱的发展策略了。中报提到国民技术此前正加快新产品布局，保持了较高的研发投入，且当时新产品尚未产生经济效益。就本次展会的展示来看，想必这些成果会在未发布的FY2020年报中看到一些线索。
本文主要以图集的方式，来浏览今年慕展之上国民技术展示的产品。一方面可对国民技术如今的业务投入有个大致的了解，另一方面万物互联大趋势、国际贸易环境变化、疫情对数字生活的推动实则都对国产MCU市场产生了极大的刺激作用，从国民技术在MCU市场的投入也能看到当前物联网的发展热点都在哪些领域。
安全：传统杀手锏
国民技术在信息安全这部分的既有成就实则是无需赘言的，过往成就包括在可信计算市场，是国内最大的可信计算芯片供应商，国内商业市场份额超过了85%;UKey芯片、行业卡芯片也是主要的芯片产品供货商。
▲这里展示的工业网关、柴油车远程监控终端以及燃气方案，采用了国民技术的N32S032芯片。N32S系列芯片提供基于国密/国际算法的身份认证、密钥协商、数据加密、关键数据存储等安全功能，具备安全启动、安全数据存储、密钥安全保护、编程代码保护、安全程序升级等安全应用特性。
这次国民技术在信息安全部分展示的重点之一，应该就是这款EAL5+和AEC-Q100认证的N32S032安全芯片了。ACE-Q100无需赘言，EAL5+应该是当前国内机构可颁发的最高级别检测认证等级。
EAL5+相比EAL4+检测，在安全功能要求方面，在用户数据保护、标识和鉴别、安全功能保护三个方面增加了新的要求。而在安全保障要求方面，主要在开发和生命周期支持两个类别下，新增了标准。
▲应用于类似无人机电池这种耗材中的NS3300微认证安全芯片。NS3300主要是针对物联网微认证、配件、耗材、防伪等应用领域推得系列。比如对于这样一台无人机而言，电池耗材在应用这颗芯片后，就起到仅厂商自家生产的电池才可更换的目的(类似的还有打印机耗材)——另外工作人员告诉我们，也能起到节能的作用。
▲这款编号为Z32H330TC的TPM可信计算芯片也是相当知名了，除了微软Surface设备全线应用这颗芯片，现场演示一些PC和服务器平台，如图的包括Intel Comet Lake平台和兆芯平台也都有支持。
这种芯片在系统从BIOS启动时，内部的可信根对BIOS做校验，校验通过后进入系统;往后推进过程中，前一级校验结果传递给下一级;如果应用程序也做校验，就会做应用程序的校验和签名;确保流程中所有程序都没有被篡改。国民技术的这颗芯片是单芯片双协议支持，即除了TPM之外也支持TCM——也就是我们国内的标准。
▲智能卡安全芯片、Ukey/OTP等的一些常见应用——Ukey这类都属于国民技术包揽市场的产品了;包括应用到智能手环/手表中的智能卡安全芯片，实现刷银行卡、交通卡之类的操作安全。
MCU：扩张到生活的方方面面
国民技术展位展示相关其MCU产品的应用可谓是琳琅满目，从医疗健康到工业应用，从电机控制到智能交通，从厨房到客厅的各类物联网设备，可谓衣食住行样样覆盖了——这些成型并面向市场的产品，表明国民技术现阶段着力于MCU的策略，还是卓有成效的。
▲上图展示的是国民技术的MCU生态。除了一些开发板(如全功能开发板、双电阻电机开发板、智能表计开发板等)之外，还包括离线烧录器、在线调试工具等生态常规工具。“除了国民技术自己的NS-LINK调制器，也包括第三方的用量比较大的烧录器支持，MaxWiz、阿莫、河洛等等，我们都有在导入。”
常规生态支持还有Arm的Keil以及IAR等开发工具。操作系统支持则包括FreeRTOS、阿里云、腾讯云的OS、RT-thread等。
▲国民技术自己开发的一套智能门锁方案，现场工作人员告诉我们这套方案可免费供给客户。方案基于N32G4FR系列指纹专用型MCU，Arm Cortex-M4F内核(在国民技术的MCU型号中，N是公司名称首字母，32表示处理器位宽，后面的字母G表示通用/L表示低功耗，4表示基于Cortex-M4F——如果数字为0则表示基于Cortex-M0)。
这颗芯片当年刚推出时，还是国内首个集成国密/国际算法、集成度最高的芯片。这套解决方案的特色则在于单芯片集成指纹识别算法组件、触控组件、安全组件、密码组件、语音组件，以及低功耗控制、可选蓝牙组件等。
▲国民技术自己的电机团队做的空调压缩机方案，单芯片实现压缩机FOC调速、风机转矩控制;另外其特色还在于高能效。
▲基于国民技术MCU的变频空调压缩机方案(演示中在没有密封条件下的结霜)，以及现有的洗衣机、油烟机、扫地机器人。这些都是基于N32G0/N32G4系列MCU。
▲国民技术自己打造的高速吸尘器方案，能够达到100000RPM的转速。
▲合作伙伴的电动拖把，基于N32G032系列。
▲医疗健康相关的产品是如今的大热门，包括额温枪、血压计、血氧仪，以及实现心电、血氧、体脂等多功能的参数模块产品。因为目前该领域的大热，据说国民技术N32G452系列产品销量非常好。
▲工作考勤，停车数据采集、环境监测、视频录播等应用。
▲这是个机械外骨骼，其中用到了国民技术的4颗芯片，其中2颗用于电机控制，2颗用于传感。电机控制选择的是N32G455/457系列，传感可选择N32G032系列。这也是个比较有趣的工业领域应用了。
▲无磁智能水表方案，基于N32L4系列(低功耗系列)，内置LC无磁传感计量单元——能够实现水表、气表计量功能。通过涡流效应来感应水表或气表内带有半圆金属旋转叶轮的位置，来实现流量计量。
▲更多电机控制相关的应用，国民技术期望表达相关这方面的能力包括：单芯片多电阻的控制、覆盖高压大功率(商用空调外机方案)、低压小功率(高速风机)支持。
▲出行相关的应用，典型的比如说两轮车电池充电BMS(电池管理系统)、充电桩控制、显示屏、电机控制等。
▲四轮的新能源汽车，则涉及到了充电枪、车载娱乐系统中控、惯导模块、OBD诊断设备、行车记录仪等，现在都能见到国民技术的身影。
▲这张图比较全面地展示了国民技术在两轮电动车和汽车之上涉足的部分，除了前面提到的还包括车内的电机控制，如座椅、车窗、尾门等。
▲消费电子相关的就更为五花八门了，比如现在相当火的电子烟——上述方案就基于国民技术的N32L406CBL7;还有VR眼镜、华为的一款TWS耳机——现已大量出货的一款产品。
▲一些比较流行的微型打印机，也是国民技术的通用MCU在消费电子产品中的一类应用;当然也不会少了手持云台。
无线射频：超低功耗蓝牙新品
如文首所述，国民技术的另一大类产品在无线连接芯片方面。除了车载5.8GHz射频、车载蓝牙等应用，这次的展会上，国民技术在无线射频部分主要展示了即将推向市场的超低功耗蓝牙5.1 MCU。现场工作人员表示：“很快就会推出，目前已经有客户和我们在做导入测试。”
▲智能指针手表——解决机械手表的智能化问题，基于最新的超低功耗蓝牙5.1 MCU。
▲语音遥控器和汽车音响前级放大器产品，都是基于即将推出的超低功耗蓝牙5.1 MCU。
▲这是单片式OBU车载单元解决方案，使用5.8G+MCU+蓝牙+ESAM模式。事实上，除了无线射频区域的这些产品展示，前文提到MCU的一些应用方案里实则也有无线射频产品的身影。比如说电动车的BMS、仪表，根据实际应用场景的智能化功能需求，可添加无线连接功能。
上个月的中国IC设计成就奖，国民技术就拿下了年度最佳MCU。其产品全面开花的速度比我们预想得还要快，而且不单是MCU芯片本身，如图集中展示的那样，更多成套解决方案也正推向市场。可预见的是，MCU当可为国民技术带来相当的回报;且其部署速度之快，令其MCU产品在如今这个特殊的历史时期有更大的发展潜力。