半导体

32位MCU核心之争仍在延续 ARM架构暂占上风

作者:电子信息产业网来源:中国电子报发布时间:2009-06-23 13:24我要评论

编者按:随着32位MCU应用越来越广,基于ARM核心和各公司专有核心的架构之争也在升级。到底是采用专有核心,还是采用通用核心,或者两者兼具共同发展,各公司都做出了不同的选择。本版特邀请该领域的主流企业,对32位MCU核心之争的话题发表看法。 


恩智浦半导体大中华区多重市场产品部市场总监金宇杰


以低功耗设计开发更多应用


 ARM公司Cortex-M0处理器是ARM目前推出的小尺寸、低功耗、高能效处理器。该处理器的能耗极低,门数量少,代码占用空间小,使得微控制器开发人员能够以8位处理器的价位获得32位处理器的性能。超低门数还使其能够用于模拟信号设备和混合信号设备及微控制器应用中,可望明显节约系统成本,同时保留功能强大的Cortex-M3处理器的工具和二进制兼容能力。恩智浦半导体早前已经宣布,公司是首家获得最新ARMCortex-M0处理器授权的ARM合作伙伴。


恩智浦计划于2010年初在市场上广泛推出基于Cortex-M0处理器的LPC1100产品,目标市场包括电池供电的产品应用、电子计量、消费电子外围设备、远程传感器以及当前几乎所有的 16位应用市场。Cortex-M0处理器彻底摒弃了使用32位处理器时的复杂性,顾客可以充分利用他们现有的 ARM工具链从而维护其软件投资。恩智浦已于今年4月在美国硅谷举办的嵌入式系统大会(ESC2009)上免费提供了Cortex-M0架构和软件的培训和展示。这也是该款处理器第一次被公开展示,以后还会有更多的展示机会。


由于低功耗的设计趋势,更多新的应用开始涌现,对控制的要求也越来越高。Cortex-M产品系列为卓越的能效表现而设计,其动态功耗与16位处理器相当,意味着同样的任务能实现更低能耗。Cortex-M0是ARM架构的最新起点,能耗节省的优势意味着更长的电池寿命,编码尺寸小的优势带来更低的硅芯片成本。其拓展ARM产品系列到低价位MCU及混合信号产品,同时二进制代码和工具与Cortex-M3处理器向上兼容。思智浦应用了该内核的LPC1100运行于50MHz频率下,具有多达128KB的Flash(闪存)和16KBSRAM(静止存取功能内存);计时器包含4个通用的计数器或定时器,4路捕获输入、13路匹配输出。恩智浦LPC1100产品还支持UART(通用异步接收和发送装置)、 SPI(软件过程改进)控制器、I2C总线(两线式串行总线)接口等串行外设。产品功耗性能优异,带有睡眠、深度睡眠和深度掉电三种省电模式。通过唤醒中断控制器轻松整合电源管理单元,把能耗降至最低。


 意法半导体(ST)大中国区微控制器事业部总监朱利安


  Cortex核心产品有竞争优势


 基于ARM公司Cortex核心设计MCU产品是ST的核心战略,ST在Cortex核心MCU的技术演进上起到了重要的作用。ST是市场上第一家采用Cortex核心的主要MCU供应商。现在市场上有很多其他的供应商也追随ST,采用了Cortex核心。


目前市场上不只3家企业提供基于Cortex核心的MCU,这将使客户获益。因为客户可以选择不同的供应商,而不同供应商之间的竞争可以为客户提供更好的产品和服务。例如缩短客户产品的上市时间、为客户提供更适用的外围接口电路、使客户获得更好的支持等。而且,在过去的10多年中,ARM公司为市场提供了很多适用的处理器核心。当我们向客户展示基于ARMCortex核心的MCU时,客户都会表现出信任感。


与其他推出基于Cortex核心MCU产品的竞争对手相比,ST在2年前就开始供应基于这一核心的产品。因此,目前我们在市场上能够有更好的表现,我们也希望保持这一竞争优势。


此外,ST正与ARM合作定义下一代Cortex核心。下一代Cortex核心将进一步提高性能并具有更大的弹性。它可以向上去覆盖更高性能的MCU市场,还可以向下去覆盖8位MCU的高端市场。


 东芝电子(上海)有限公司高级经理吕建铭


扩大微处理器应用平台


 在微处理器领域,Zilog-Z80单板机是最早进入我们视野的。在上世纪80年代,复旦大学的陈章龙教授、涂时亮教授把MCS-51的架构(8051)介绍到我国。这就是我们所理解的最初的嵌入式微处理器。虽然英特尔公司最终更多地关注X86的应用领域,但是由于众多半导体厂商沿用此MCS-51内核,相应的应用软件得到了最大限度的发挥,单一架构体系微处理器优势体现得淋漓尽致。上个世纪90年代出现了 TLCS-870、8051等众多微控制器百花齐放的局面。


进入21世纪后,随着ARM技术和商业生态环境的成熟,越来越多的32位MCU采用ARM SoC,而X86、32位内核广泛地应用于PC产品,还有许多其他内核的32位微处理器。这就是下一代32位MCU核心之争。


简单地说,软件是由程序语言组成的,而语言正是文化的一种表现。其实我们是可以把各种微处理器内核看成是一种区域文化的,微处理器的硬件和软件就是要表现应用中的智能控制思想、严密的逻辑和其特有的文化特征。另外,微处理器的二次开发人员在此区域文化的背景下,进一步开发和创作,从而形成了各种产品。


东芝公司将突破区域,去探寻更广阔的文化背景。那就是采用单一架构体系的ARM内核,运用开放的软件环境,创造一个更大的微处理器应用平台。


 盛扬半导体业务中心处长逄世睿


专用核心产品面临推广瓶颈


 盛群半导体(盛扬半导体)Cortex核心的MCU产品计划在下半年让客户认证。多家厂商采用Cortex核心,可以让客户更熟悉此产品。也因为对产品的熟悉,开发产品的速度会比较快。另外,因为同架构产品竞争者多(包含价格的竞争),让客户有更多的选择与比较,这是专用核心在推广领域面临的瓶颈。


 爱特梅尔亚太地区销售副总裁余养佳


持续推AVR和ARM架构新品


 由于爱特梅尔AVR架构拥有功耗低、处理效率高、丰富的外围接口电路等特点,因此我们确信AVR架构在MCU架构中是非常突出的。如果客户认可我们的这一架构,他们可以选择该架构的产品。如果客户对ARM架构更为熟悉,希望选择ARM架构的产品,我们也提供ARM架构的MCU。我们为用户提供选择的余地,由客户自行选择。


未来,我们会持续推出采用这两种架构的新产品。例如,我们刚刚推出基于ARM CortexM3的MCU产品。


与此同时,我们会在今年推出更多采用AVRXMEGA型号的产品。


 Silicon Labs公司副总裁兼MCU部门总经理Mark Thompson


8位32位MCU共同发展


 我们只进入那些通过创新设计可以给客户带来明显差异化优势的新市场。今天所竞争的8位MCU市场是非常巨大的,我们有机会赢得可观的市场份额,但我们也不会忽视32位市场。我们已经确定了有可能投资开发的领域。总的来说,在目前阶段我们还会利用标准化的核心,致力于提供能够与该芯片集成的混合信号外围设备。


 瑞萨电子(上海)有限公司高级总监上村省一


扩大MCU产品中国市场份额


 我们的SH系列在日本汽车导航和变频器领域拥有很高的市场份额和卓越成绩,因此我们认为该系列产品是十分有竞争力的。我们确信,充分利用日本方面的各个平台和技术支持,能够扩大产品在中国的市场份额。


 富士通微电子(上海)有限公司MCU产品经理彭涛


多个32位处理器内核将共存


 富士通微电子拥有自己专有的32位微处理器内核FR60和FR80系列。2008年,富士通微电子也取得了ARM公司Cortex内核授权。拥有多个内核产品,针对不同市场推出不同的产品,这是富士通微电子在这一市场的策略。


在汽车电子和工业控制中,富士通微电子的FR60/80已经取得了成功,为客户提供了优质的产品和服务。因为ARM公司Cortex内核在功耗、成本和处理速度上具有一定优势,富士通微电子将在2010年推出自己的Cortex-M3产品,应用于消费类电子和工业控制等领域。


32位微处理器的成功应该是内核、外设、开发环境(软硬件)和应用软件的综合,单独谈论内核之争有一定片面性。未来市场将是多个32位处理器内核共存的态势。在通用处理器方面,因为Cortex内核是ARM公司近几年开发的,它在功耗、成本、速度的综合水平上有所提高。


同时,因为ARM其他系列内核的广泛推广,开发软件和工具有较好的性价比,对于低功耗和芯片成本问题具有优势。但是因为ARM内核的授权是付费的,所以对于拥有自己专有内核的MCU厂商来说,选择哪种内核是综合成本评估的结果。对于专用领域,比如网络、汽车、医疗等,其他内核仍然会保持强劲的发展态势。这是因为对专注领域长期应用的积累,在软硬件开发和支持上很成熟。但专有内核比较难进行跨领域广泛推广,同时在工具的成本和支持上相比ARM优势较弱。


责任编辑:电子信息产业网
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