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この記事はLeifeng.comからの転載です。転載をご希望の場合は、Leifeng.com公式サイトから許可を申請してください。 オープンソースのMCUチップ設計プラットフォームは、チップ開発者、IPベンダー、大学、研究機関などを対象としています。開発者はこのプラットフォームを利用して、特定分野向けにカスタマイズされたチップを設計できます。 烏鎮インターネットカンファレンスにおいて、平頭格はMCUチップ設計プラットフォームのオープンソース化を発表しました。これにより、同社は中国で初めてチップ設計プラットフォームをオープンソース化した企業となり、また、平頭格にとってXuanTie 910、Wujian SoC、Hanguang 800に続く新製品となります。 オープンソースMCUチップ設計プラットフォームの対象顧客は、チップ開発者、IPベンダー、大学、研究機関です。開発者はこのプラットフォームを基盤として、特定分野向けのカスタムチップを設計することができ、IPベンダーはこのプラットフォームにネイティブなコアIPを開発することができ、大学や研究機関はチップ関連の教育・研究活動を行うことができます。 I. 中国初のオープンソースチップ設計プラットフォーム MCUチップ設計プラットフォームには、プロセッサ、基本インターフェースIP、オペレーティングシステム、ソフトウェアドライバ、開発ツールなどのモジュールが含まれています。このオープンソースプラットフォームはXuanTie 902プロセッサを搭載し、UART、SPI、I2C、タイマー、PWMなどの各種IPとドライバを提供しています。XuanTie 902はRISC-Vアーキテクチャをベースとし、RV32EMC命令セットと互換性があり、簡素化された2段パイプラインを採用しているため、消費電力とコストに非常に敏感なIoTアプリケーションに最適です。PingTouGeは今後、さらに多くのIPとXuanTieプロセッサをリリースする予定です。 2019年8月、Pingtougeはワンストップチップ設計プラットフォーム「Wujian」をリリースしました。Wujianは、安定性と信頼性に優れた設計・検証プラットフォームを提供し、テスト、テープアウトなどの段階におけるコストと時間を大幅に削減し、チップ設計のコストとサイクルを50%以上削減します。このオープンソースのMCUチップ設計プラットフォームは、Wujianプラットフォームの基本コンポーネントです。Pingtougeは、このアプローチを通じて、チップ設計の基本的な共通機能を業界全体に共有することを目指しています。 オープンソースプラットフォームでは、ユーザーは基本的なコンポーネントIPの設計に多額の投資をする必要はありません。代わりに、細分化されたシナリオと要件の定義、ドメイン固有の機能IPの設計と検証、そしてチップの量産を迅速に完了することに集中できます。 このプラットフォームのオープンソースコードは、基本的なハードウェアコードとそれをサポートするソフトウェアコードの2つの部分で構成されています。GitHubオープンソースコミュニティ（リンク：https://github.com/T-head-Semi）で公開されています。 II. 32 ビット MCU で何ができるでしょうか? MCUとオープンソースは目新しいものではありませんが、MCUプラットフォームのオープンソース化には新たな意義があります。MCU（マイクロコントローラユニット）はマイクロコントローラユニットであり、シングルチップマイクロコンピュータとも呼ばれます。コンピュータと同様に、MCUにはCPU、メモリ、カウンター、USBインターフェースなどが搭載されています。1970年代、Intelは機能を限定した8ビットMCUを発売しました。今日、MCUは通信、民生用電子機器、車載電子機器、産業用制御などの分野で広く使用されています。例えば、自動車業界では、平均的な自動車には70個以上のMCUが必要であり、高級車ではその2倍以上のMCUが使用される場合があります。さらに、自動車のインテリジェンスの発展に伴い、各車のMCUの数は増加し続けるでしょう。 しかし、製品によって必要なMCUの数は異なり、その性能も異なります。8ビットMCUは長らく市場を支配してきました。市場調査会社ガートナーは、2014年の世界マイクロコントローラ市場シェア分析レポートの中で、世界初の8ビットMCUが発売されてから42年が経過した現在でも、その市場シェアは39.7%と高く、16ビットMCU（21.8%）や32ビットMCU（38.5%）の市場シェアを上回っていると指摘しています。 MCU市場は2015年に大きな転換期を迎えました。IC Insightsの2015年市場調査レポートによると、世界のMCU市場は168億ドルに達し、出荷数は255億個に達しました。32ビットMCUの出荷数は、4ビット、8ビット、16ビットMCUの合計出荷数を上回り、この成長率は今後数年間、30%前後で推移すると予想されています。 この変化の主な原動力は、モノのインターネット（IoT）と車載エレクトロニクスからの需要です。コンピュータやスマートフォンと比較すると、IoTデバイスの主な機能は計算ではなく、センシング、通信、そして制御コマンドの発行です。しかし、IoTデバイスのインテリジェンスレベルが高まるにつれて、計算への要求も高まります。これが、IoT分野で8ビットや16ビットのMCUよりも32ビットMCUがより広く使用されている理由です。 Pingtougeは、AIoT時代に適したMCUを次世代MCUと呼んでおり、従来のMCUチップとの最大の違いはAI機能とクラウドアクセス機能にあります。AIoT時代には、IoTデバイスの大多数が次世代MCUチップを搭載する必要があります。IC Insightsは、IoT市場における32ビットMCUの市場規模は、2016年から2020年にかけて年平均成長率（CAGR）17.6%、2020年には25.6%に達すると予測しており、これは32ビットMCU市場全体の成長率10%を大きく上回ります。 III. 新世代の MCU プラットフォームにとってオープンソースの重要性は何でしょうか? しかし、IoT市場の非常に重要な特徴は、アプリケーションの多様化です。これは、IoT市場、特にAI技術を統合したAIoT市場では、多種多様な製品が出現することを意味します。標準的な汎用32ビットMCUでは、あらゆるAIoTアプリケーションの低消費電力・低コストの要件を満たすことはできず、カスタマイズMCUの重要性が浮き彫りになります。しかし、チップ業界は開発サイクルの長さ、多額の投資、そして高いリスクを特徴としており、チップのカスタマイズは非常に困難です。 現時点では、オープンソースは良い選択肢のように思えます。中国科学院計算技術研究所の研究員であり、先進コンピュータシステム研究センター所長、そして中国オープン命令セット・エコシステム連盟の事務局長を務める鮑雲剛氏は、オープンソースソフトウェアはインターネット分野における業界の障壁を下げる上で比較的成功した経験だと指摘しました。CCFが主催し、Leifeng.comと香港中文大学深圳校が共催したCCF-GAIR 2019での講演で、氏はオープンソースソフトウェアがインターネット業界におけるイノベーションの障壁を下げることができると述べました。ユーザーはオープンソースコードの90%を使用して簡単にアプリを構築できます。ユーザーは、必要な機能を完成させ、望ましいビジネス目標を達成するために、コードの10%、あるいはそれ以下を書くだけで済みます。さらに、オープンソース ソフトウェアは、インターネット企業の技術的な自立性を高め、IOE (IBM、Oracle、EMC) から脱却し、チップ製造と同様にソフトウェア レベルで他社への依存を回避することを可能にします。 鮑雲剛氏は、チップ業界がこのオープンソースのコンセプトを採用できれば、チップの開発と反復サイクルを数年から数か月、あるいは数週間に短縮でき、コストも数兆ドルから数百万ドル、あるいは数万ドルにまで削減できると述べた。 しかし、オープンソース チップには行き詰まりがあるため、これを実現するのは現時点では困難です。チップ開発には巨額の投資が必要であり、結果として得られる設計、チップ、IP はオープンソースを通じて容易に共有できません。そのため、ユーザーは高額で IP を購入し、リスクを軽減するために IP の統合と検証を実行することしかできず、これにも多大な投資が必要になります。 しかし、彼は開発段階でこの行き詰まりを打破できる可能性があると考えています。チップ設計の分野では、開発プロセスにおいていくつかの新しいトレンドが生まれています。その大きな要因の一つは、AIoTシナリオがもたらす数多くの新たな機会です。 そのため、 PingtougeのオープンソースMCUチップ設計プラットフォームは、この行き詰まりを打破する可能性を秘めているようです。公式声明によると、Pingtougeはチップ設計と量産能力を共有することで、チップ設計業界の基本プロセスを変え、チップ設計企業がIP設計、特に特定分野における競争力のあるIP設計にさらに注力できるようにしたいと考えています。 特にRISC-Vカーネルがオープンソース化されて以来、ハードウェアのオープンソース化はトレンドとなり、主流となっています。PC時代やモバイルインターネット時代においては、あらゆる技術はチップ企業やOS企業が主導し、業界標準は少数の大企業によって定義されていました。このパターンの利点は、開発を容易にし、迅速なエコシステム構築を可能にすることですが、一方で、リソースの過度な集中、製品形態の非常に限定的な制限、革新的なデザインの減少など、大きなデメリットも抱えています。 RISC-V命令セット自体はオープンソースであり、その最大の特徴はスケーラビリティです。様々なシナリオや性能要件に合わせてカスタマイズできます。この点から、PingtougeのRISC-VコアをベースとしたオープンソースMCUチップ設計プラットフォームは、AIoT市場への参入を目指す開発者にとって敷居を下げることができます。 IV. オープンソースを支えるハニーバッジモデル 平頭閣は昨年の雲奇カンファレンスで設立を発表して以来、3つの製品をリリースしました。今年7月には、高性能RISC-Vアーキテクチャプロセッサ「XuanTie 910」をリリースしました。8月と9月には、SoCチッププラットフォーム「Wujian」とクラウド推論チップ「Hanguang 800」を相次いでリリースしました。「エッジクラウド統合」製品シリーズのプロトタイプが形になり始めています。 平頭火が複数のチップを迅速に発売できたのは、主に2つの要因によるものです。1つ目は、アリババグループがソフトウェアとハードウェアの両方で蓄積してきた専門知識、2つ目は、昨年買収したDAMO AcademyとC-SKY Microsystemsの統合です。2001年に設立されたC-SKY Microsystemsは、32ビットの高性能・低消費電力組み込みCPUとチップアーキテクチャのライセンスを中核事業としています。買収前には既に7億個のチップを出荷しており、スマートシティ、スマートホーム、マルチメディアなどの分野で利用されています。 明らかに、平頭格は従来の方法でチップ市場に参入したわけではない。平頭格は五軒プラットフォームの立ち上げに際し、チップ設計における「平頭格モデル」を提唱した。具体的には、平頭格モデルは五軒プラットフォームを中核とし、応用分野全体にわたってオープンかつ統合された設計となっている。プロセッサ、アルゴリズム、オペレーティングシステムといったコアハードウェアとソフトウェア技術の深い統合を実現し、高コスト、使いづらさ、サイクルの長さといった従来の汎用チップ時代のIPライセンスによる商用化モデルの限界を打ち破り、企業にチップ設計におけるフルスタックの技術力を提供する。
MCUオープンソースプラットフォームは、Wujianプラットフォームの基本的な構成要素です。両者の違いは、オープンソースプラットフォームがユーザーのIPおよびチップの開発と検証をサポートするのに対し、Wujianは、代理生産、パッケージング、テストなどのサプライチェーン管理サービス、チップ製品の実装、市場検証サービスなどを含むワンストップのチップ設計サービスを顧客に提供できることです。チップの研究開発、量産、実装までをカバーするフルチェーンサポートです。 MCU オープンソース プラットフォームは、Pingtouge が繰り返し主張してきた「チップ インフラストラクチャ プロバイダー」の役割に対する注釈と見なすことができ、また、Pingtouge のアプローチと野心を外部の世界に対してさらに明らかにするものでもあります。 Pingtougeはチップ業界における新参者ではあるものの、Alibabaのソフトウェアおよびハードウェア技術基盤を基盤とし、AIoTが主導する新たな技術革命の真っ只中にあることは容易に理解できます。これにより、Pingtougeはビジネスモデルと製品の両面で革新を起こすことが容易になります。 V. Leifeng.com 要約 インターネット大手は、ソーシャルメディア、小売、交通、決済など、多くの伝統的な分野にインターネットベースのビジネスモデルを浸透させてきました。現在、平頭格はチップ設計において独自の「平頭格モデル」を提唱しています。平頭格は、WujianプラットフォームとオープンソースMCUチップ設計プラットフォームの立ち上げにより、チップ設計の障壁を下げ、AIoT時代の発展を推進することで、チップ業界を支援し始めています。具体的には、オープンソースMCUチップ設計プラットフォームは、AIoTチップ開発者の参入障壁を下げ、より多くの人々をAIoT市場に引き付けます。一方、Wujianプラットフォームは、企業がチップを量産し、AIoT市場に投入するのを支援します。 市場での普及に関しては、WujianはすでにTsingmicro、Dahua、CloudWalk、Boya Hongtu、Hangzhou MicroNanoなど、多くのチップ企業と提携しています。PingTouGeモデルの長期的な効果に注目が集まっています。 |
