最近,8/16/32位无一例外地出现了同质化的现象。8位就甭提了,Intel 51系列、Freescale 68K系列占领了主要市场。16位在结构上不仅MCU(微控制器),还能实现简单的DSP(数字信号处理器)功能,美其名曰DSC(数字信号控制器)。
32位ARM的阵营越来越庞大,支持者自豪地称ARM可以是32位微控制器的工业标准之一,能够扛住ARM气势的恐怕就剩下区区几条好汉了,例如Freescale, Xilinx/Altera, ADI(Blackfin)等,连瑞萨、Atmel这些有着很好32位处理器的公司,也乖乖地“应客户的需求”降伏了ARM阵营。
架构统一了真的是好事吗?对于用户来说,那真的是件好事,因为开发更方便;对于嵌入式厂家来说,恐怕带着一丝苦笑——大家都公平地站到了同一起跑线上,拿捏到自己的定位点真需要一番脑筋。
最近,笔者接触了Cypress(8位)、ST(16位),并看了Atmel(32位)的最新发布,感到这些公司在同质化大潮下动了许多巧妙心思。
Cypress:CapSense赢得了海尔洗衣机订单
海尔这些大客户在选择芯片时非常慎重,因此,能够被这些世界级的大公司选用,说明该产品在市场上真正过硬。近日,《电子产品世界》的记者获悉,海尔部分高档洗衣机和热水器选用了Cypress的CapSense芯片作为无按键控制。CapSense是一款8位MCU,周边集成了可编程的模拟、电容式触摸感应器等电路。据海尔洗衣机产品本部技术发展部部长许升介绍,海尔开始设计用三种厂家的产品进行对比、试验,最终留下的海尔认为最好的产品。
图1 海尔XQB60-0588的面板
能够被海尔选中,这是件令Cypress自豪地事。一家三、四年前还名不见经传的公司,也采用Intel 8051架构,为何能够在短时间内如此突破?在于Cypress善于寻找到独特点。
Cypress的PSoC(可编程SoC)可谓8位家族中一朵独特的小花。三年前,Cypress收购了一家做8位MCU的公司,神奇地推出PSoC,此可编程非彼可编程,不是PLD厂商的逻辑可编程,而是在8位MCU周围集成一些模拟和数字外设,例如ADC/DAC,有8位、10、12位的,让客户根据自己的需要选;还有可选的滤波器、放大器等。由此看出,PSoC成本较高,但灵活性、上市时间与可靠性大大提升。
“嵌入式系统同时需要MCU、数字外设和模拟外设,PSoC集成了数字和模拟外设资源”。Cypress北中国区销售经理王锦锁先生说。三年来,该公司不断在PSoC上做文章,大约两年前推出了PRoC(可编程无线SoC),在PSoC上增加了射频,目标为无线控制领域。近一年,公司又打造出了CapSense。CapSense是集成了电容式触摸感应器的PSoC,可替代传统的机械、薄膜按键、开关、滑动条、旋钮等,王锦锁介绍说:“采用CapSense的面板新颖,抗磨损,特别适合白色家电等长寿命、高使用频率的应用,降低了厂家售后维护成本。”
至于PSoC的下一步发展计划,王锦锁透露,想推出ARM7核心的PSoC,使PSoC满足高性能的需要。
图2 PSoC集成了可供选择的数字和模拟外设资源
ST:压赌Cortex-M3,敢为天下先
Cortex-M3,是ARM家族近两年推出的一个超低价位的新架构。ARM公司的决策者不仅满足32位市场的战果,还计划向传统的8/16位市场进军,并深信,Cortex-M3必将取代传统的MCU结构。
一年前,第一个吃螃蟹的初创公司Luminary推出了基于Cortex-M3的8位MCU,但是目前没有看出什么成功的端倪。今天,又一家大公司——ST公司也来了。6月11日,ST公司基于Cortex-M3的STM32微控制器问世了,并展开了世界巡回研讨会,第一场就设在了中国北京。
STM32是16位闪存微控制器,目标电动自行车、空调等电机控制市场。据ST公司微控制器部32位组商业总监Daniel Colonna介绍,STM32的特点是高性能、低功耗、集成度高、价位低。例如,DMips/MHz比ARM7TDMI高28.5%,能实现DSP功能,AD转换达到12位,而一般MCU是8或10位,32K闪存、48引脚的只有1.80美元左右(万片采购时)。
相比于目前市场上的16位MCU,ST充满自信,并列举了32位与16位的不足之处,以及ST的修补方法,如图3。
图3 STM32的特点
ST公司已有ARM7和ARM9的32位产品线,但据笔者观察,在中国市场业绩不很突出,原因是市场上ARM7、ARM9的32位产品较多、雷同,从芸芸众生中凸现确实不易。因此,ST才另辟蹊径。但是,尽管如此,ST依然慎重,没有宣布放弃其ARM7 MCU计划,只是说看客户的选择,如果客户需要ARM7 MCU,仍然会提供。
不过,市场上现存的众多16位MCU厂家也不是好惹的,ST的王牌就是ARM的性能和号召力,还有闪存、外围的模拟等,实际上目前表现出来的性能、价位与目前的16位MCU相差不大。而开发工具主要还是用ARM的通用开发工具——IAR、ARM Keil等,还没有自己的专用开发套件。Cortex-M3,为何这好那好,响应者不多,笔者认为这毕竟是ARM的一个新品种,设计和流片时需要大量测试和认证,经过这样的千锤百炼,才能成为一个成熟的商业产品。
尤其,Microchip等公司也不满足于16位MCU,认为16位MCU的性能有时超过32位,正准备向32位市场进军。
两大势力正在较劲。
Atmel:在MCU上做ARM11
无独有偶,嵌入式世界就是这么新闻不断。6月8日,笔者收到了来自Atmel的新闻:Atmel获授权使用ARM11JZF-S处理器,首个基于ARM1176JZ-F处理器的系统级芯片产品将于2007年第4季度面市。至此,Atmel以ARM为基础的代码级兼容32位微控制
器阵容进一步扩展,从ARM7到ARM9再迈向更高端的ARM11。
ARM11曾经被TI OMAP3手机平台和LSI网络处理器选用作为SoC;但是用做通用处理器,据笔者所知尚属首次。
ARM1176JZF-S 处理器核采用90nm工艺技术实现,工作频率可达620MHz,而功耗低至仅0.45mW/MHz。该处理器核采用了可提供更高保安能力的ARM TrustZone技术;可高效地执行嵌入 Java 程序的ARM Jazelle 技术,以及可将处理器能耗降低 25% 到50% 的ARM 智能能量管理技术 (Intelligent Energy Manager, IEM?)。至此,笔者认为,该款处理器可以说是一款更高性能的通用处理器了,首先会用于安全领域。
一方面,ARM处理器向下走,一方面又向上升级。此时,笔者产生一个疑问:嵌入式世界,你想让它成为ARM的天下吗?
如果真是这样的世界,笔者欣赏像Cypress这样独特的小花,找到自己的独特定位,默默地散发着幽香;也赞许ST这样的大型公司,能够放下架子做别人不敢做的事;更敬佩Atmel这样的嵌入式闪存公司,凭着雄厚的实力昂然向高性能的极限挺进。