8月13日,第五屆滴水湖中國RISC-V產業論壇在上海滴水湖洲際酒店舉行。本屆論壇在臨港新片區管委會指導下,由芯原股份、上海開放處理器產業創新中心共同主辦,集中發布了10款國產RISC-V芯片新品,覆蓋服務器、邊緣AI、機器人、汽車電子、工業控制、網絡連接等多個關鍵領域。
深圳格見半導體有限公司市場總監盧興強發表了題為《GS32MT8800:高端實時控制雙核DSP》的演講,分享了這家成立僅四年的RISC-V芯片公司如何切入當前最炙手可熱的具身智能賽道。從數字電源到人形機器人關節,格見的路徑也折射出RISC-V在高端實時控制領域的打法與思考。

具身智能給控制芯片出了三道難題
人形機器人與具身智能的爆發,把“運動控制”這一傳統工業課題推到了聚光燈下。關節模組和靈巧手對控制芯片提出了近乎苛刻的要求:一是實時性,電流環控制延遲要足夠低;二是集成度,多軸并行控制能力要足夠強;三是形態,關節腔體空間有限,芯片的體積、封裝以及整手的重量都被嚴格約束。
“從大會的人氣和客戶端的反饋來看,整個RISC-V不管是生態、認可度還是普及度,都是越來越好。”盧興強表示,格見從2022年成立起就堅定以RISC-V路線為核心基礎,四年間已開發20個系列產品、300多個料號,服務客戶超過500家。在具身智能之前,公司的基本盤是數字電源、數字能源領域——包括當前需求旺盛的AI服務器電源,并已進入電網、軌道交通等國家重量級基礎設施,“像京滬高鐵上面都已經用到我們的芯片”。
這與公開資料相互印證:格見GS32-DSP系列走的是與TI C2000硬件引腳兼容(Pin2Pin)、軟件低代價遷移的國產替代路線,并已通過ISO 26262 ASIL-D功能安全管理體系認證與ASIL-B產品認證。在基本盤之上,格見面向工業電機、人形機器人關節電機、無人機、AI服務器光模塊等傳統Arm MCU覆蓋的市場推出GS32 RT-MCU系列,并從今年第二季度起陸續發布從高端、通用型到成本友好型的更多型號。而針對機器人關節、高端伺服等最高端的應用,公司祭出的旗艦便是GS32MT8800。

500納秒電流環背后的“軟硬協同”方法論
GS32MT8800搭載兩顆主頻400MHz的GS-DSP300內核。公開信息顯示,GS-DSP300基于芯來科技N900系列RISC-V處理器IP深度定制,支持500余條RV32基礎/擴展指令以及面向工業能源、電機控制算法的深度定制指令,集成三角函數運算單元(TMU)、電流環控制單元(CLU)等定制硬件單元。盧興強稱,其雙核配置的處理能力可對標1.6GHz主頻的Arm內核,“真正的實時性是非常高的”。

真正體現功力的是實時性指標。熟悉電機控制的工程師都知道,電流環是控制環路中最內層、也是實時性要求最高的一環。據盧興強介紹,GS32MT8800的完整電流環環路——從采樣、電流環處理到發波控制——延遲可做到500納秒以內;依托定制指令,其電機控制環路性能可達到市場上同類競品的1.5倍甚至2倍以上。

這一指標背后的方法論頗值得玩味。盧興強拆解了電流環的延時構成:按照傳統方式,從采樣到控制輸出存在大量軟硬件交互,而這正是整個延時占比很大的部分,格見針對采樣后處理、計算與控制參數下發做了大量優化,“收益非常大”。而對于業界熱議的純“硬件電流環”路線,他的判斷是“太硬的方案并不好用”——格見選擇在硬件加速的基礎上做應用定制化,保留算法靈活性。最終結果是:單核100MHz即可實現競品200MHz的控制能力與水平。
這一案例實際上折射出RISC-V架構的核心價值:開放指令集允許芯片廠商針對特定領域做DSA(領域專用架構)式的深度定制——指令集、硬件加速單元都圍繞電流環這一關鍵負載重構,而不必受制于封閉架構的授權邊界。
一顆芯片“握住”整只靈巧手
如果說實時性決定了控制得“好不好”,集成度則決定了機器人形態設計的“天花板”。
以靈巧手為例,目前業界控制一只擁有22至25個自由度的靈巧手,通常需要三顆甚至更多芯片。多芯片方案存在明顯短板:協同性不夠好、通信線束繁多,而整只手的空間和重量預算又極其有限,“用多個芯片控制板去做,可能帶來空間不夠或者手過重等問題”。
格見的解法是單芯片完成25個以內自由度的全部控制。這依賴兩點:一是芯片內部足夠豐富的編碼器接口,且各種編碼器都支持足夠多的并行度;二是豐富的傳感器接口。盧興強特別強調了后者的前瞻性——隨著機器人產品形態演進,關節中將集成越來越多的傳感器與外設輸入,用于多模態的訓練與控制。此外,針對關節空間受限的問題,GS32MT8800提供了小型化封裝,并配套成熟的算法和方案,供客戶與開發者快速評估。

“這個目前應該是業界最高集成度的方案和產品。”盧興強表示。而在控制性能的上探上,針對人形機器人表演等高動態場景對扭矩密度和動態響應的極致要求,GS32MT8800單軸控制頻率可達100kHz(演講中表述為“100K控制能力”),“在當前業界來說,基本上能夠滿足未來2~3年、甚至更長時間的應用需求”。同時,面向產線與自動化落地中更常見的協作臂,格見也提供多軸控制方案。
圍繞具身智能,格見已搭起一套全??刂品桨福簭拇箨P節、小關節到靈巧手,再到輕量化的“小腦”控制,連同其傳統強項電源管理,覆蓋了人形關節、靈巧手、AGV/AMR等主要運動控制場景。

全棧自研之后,呼吁“公共部分協同”
與多數RISC-V芯片公司一樣,格見在生態上選擇了重投入:從芯片內部的指令集與IP自研,到數學庫、操作系統封裝,再到開發、調試、仿真乃至量產支持的全套工具鏈,均自主構建;在芯片與硬件之上,還提供面向機器人應用的硬件方案與算法庫,幫助客戶縮短開發周期。
不過,盧興強也客觀承認,RISC-V生態“在慢慢變好,但其實不夠好”,目前每家廠商都需要自己開發整套工具鏈與生態支持。“每家都做出自己的競爭力、可能確實有一些差異化在里面,但是我覺得后面可以再討論:在通用部分、公共部分,不同的廠商或者伙伴、甚至于競爭對手,我們都可以做更好的協同。”
這句來自一線廠商的呼吁,或許比任何產品參數都更能說明RISC-V現階段的真實處境:當單品層面的性能突破不再稀缺,工具鏈與軟件生態層面的協作與分工,將決定RISC-V在高端實時控制市場能走多遠。