这些小活动你都参加了吗?快来围观一下吧!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 嵌入式开发 » MCU » 嵌入式x86 CPU 简介

共1条 1/1 1 跳转至

嵌入式x86 CPU 简介

高工
2007-12-20 15:47:43     打赏
嵌入式CPU的领域相当广泛,举凡行动电话、个人数码助理所用的ARM处理器,或打印机、储存设备内的PowerPC处理器,或如网络交换设备的MIPS处理器,或如医疗设备、晶圆制造检测设备内的SPARC处理器,都属于嵌入式应用的CPU(或称:微处理单元,即Micro Processing Unit;MPU)。

正因为嵌入式运算的应用领域相当广泛,不可能在一朝一夕内尽数介绍,因此本文在此仅针对嵌入式x86 CPU进行解说,x86 CPU除了是用量规模最大外,也是台湾电子电机业者所最熟悉的架构,理由是它源自PC。
 
严格来说,x86 CPU(也是最早出现的CPU)本来就是为嵌入式控制应用而产生,以英特尔(Intel)的4004(4-bit架构)而言,主要的应用多是在控制红绿灯等交通号志,之后无论是8008(8-bit架构)、8080等也都是如此,且随著半导体密度制程技术的进步,使IC的整合度可以更高,因此Intel推出了8085 CPU,8085并非是颗新架构芯片,而是将原有8080芯片进行功能整合,将过去与8080连接、搭配的外围芯片(多是82字样开头,如8237的DMA直接存储器存取控制芯片、8253的Timer计时器芯片等)以同一个裸晶产制,如此就成为更专精于嵌入式应用的芯片,此作法惯称为:单芯片(将多颗芯片整合成一颗)。

不仅8085如此,之后也持续有相同作法的嵌入式x86芯片,在16-bit的8086、8088等CPU出现后,后续又有同为16-bit的80286 CPU,但80286发表的同一天也顺便发表80186、80188 CPU,80186、80188其实即是比照过往的8085作法,将多颗经常与8086、8088搭配使用的外围芯片(功能及资源),以整合制造法重新诠释包装。

不过,由于8088受IBM PC所采用,后续有了大量的PC需求,使得x86 CPU的持续变革趋力都专注在「资料处理」方面,「嵌入控制」反退为附属应用,虽然不至于全然不顾,但多年来几乎都处于聊备角色,且变动步调极缓,通常是资料处理用的x86 CPU有了世代替换后,将最式微的型款转诉求为嵌入式应用。

90年代后期,嵌入式x86 CPU又开始重新兴盛,这主要是因为PC的广大市场,使许多非Intel(x86架构的原创公司)的业者积极开发兼容于Intel设计的x86 CPU,包括超微(AMD)、Cyrix(为其代工的晶圆厂有TI、SGS-Thomson、IBM等)、Centaur(背后支持的晶圆厂为IDT)、NexGen、RISE(背后支持的晶圆厂为SGS-Thomson)、Transmeta(搭配晶圆厂主要是IBM,之后也有TSMC,更之后有Fujitsu)等,但由于Intel的Pentium CPU在市场上渐成绝对优势市占,使得非Intel的x86 CPU业者纷纷转型,避免与Intel正面竞争,只好另闢PC之外的应用出路,自此x86嵌入式领域又重新受到重视。

新一波x86嵌入式发展

首先是NexGen被AMD收并,事实上在未被收并前,NexGen的x86兼容CPU在接脚组态不同于Intel的设计,但依旧可兼容执行x86软件,收并后使AMD放弃原有自行研发的K5架构(K具有Killer杀手的含意),改以NexGen架构来设计K6,之后的Athlon/Duron(K7架构)、Opteron/Athlon 64/Sempron(K8架构)也都以此架构为基础进行扩展延伸,并且也有推出嵌入式版本,如K6-2E即是以K6-2为基础而针对嵌入式应用所调修成。

接著是Cyrix,Cyrix的x86兼容CPU:6x86原本比同时脉的Intel Pentium CPU快速,但由于Cyrix为Fabless业者,在芯片的制程质量、价格、交期、交量上都无法与Intel比拟,因此市占亦节节败退,最后只好推出MediaGX的整合式x86芯片,初期仍希望用于规模市场最大的PC,并以低价为诉求(低价计算机兴盛的1997年),但之后随Intel、AMD在价格效能比上大放送,MediaGX也不得不转入嵌入式应用,如POS收银机、Thin Client精简型计算机、或Kiosk信息亭。

MediaGX自1997年推出,虽然历程中转手给多家业者,但确实在嵌入式领域开拓出其需求与成绩,2004年10月AMD针对金砖四国(BRIC)市场所提出的PIC(Personal Internet Communicator),以及麻省理工学院(MIT)媒体实验室所研发的OLPC(One Laptop Per Child),都以MediaGX/Geode为第一考虑。

附注:Cyrix的配合代工业者中,TI最早退出(486),之后SGS-Thomson退出(Pentium/6x86时期),最后1997年NS收并Cyrix,并在之后收回IBM的代工生产权,但1999年NS将Cyrix中的6x86/MII(NS接手时期改名为MII,期望在营销上能与Intel PentiumⅡ分庭抗礼)部门售予VIA,2003年将Cyrix的MediaGX/Geode(NS接手时期将MediaGX改名为Geode)部门售给AMD,自此NS也停止x86 CPU产品。
   
接著是RISE,虽然RISE从创始就只希望专攻、主打笔记型计算机用的x86 CPU,但依然不敌Intel、AMD的低价攻势,而决定转进信息家电(Information Appliance;IA)用的x86 CPU,推出所谓的iDragon,然不久后也无后续信息。

RISE的背后主力支持为SGS-Thomson,而Centaur的背后支持为IDT,更正确说是100%由IDT所转投资,不过之后也放弃持续,在VIA买下Cyrix后,由于团队与技术难再持续,因此VIA也买下Centaur,用Centaur的WinChip架构接替Cyrix MII架构,初期仍沿用MII系列名称,但之后改名为C3/C7、Antaur(汉腾,此名推行一段时间)、Eden(伊甸,取自圣经中的伊甸园)/Eden ESP等,其中Eden/Eden ESP即是更针对嵌入式应用而设计,至今仍持续推展中,并有后续规划

最后是Transmeta,Trasnmeta的Crusoe系列CPU在2000年问世,主诉求在超薄笔记型计算机及嵌入式应用,但数年下来的营运与收益皆不理想,2005年正式宣布将发展主轴从CPU的设计、产销,转变成与ARM、MIPS类似的矽智财授权供应商(IP/SIP Provider),原有的CPU产销业务则仅针对数家特定制造用户而保留。

至此,嵌入式x86 CPU市场的主营业者(Major Player)大体为二:AMD、VIA,但其实最不能小觑的依旧是Intel,Intel的嵌入式x86 CPU虽然鲜少为嵌入需求而有额外的心力调修,但价格效能比与其它本质优势表现依然使其成为全球x86嵌入用量之首,加上近年来PC市场成长趋缓,如此Intel必使重新重视嵌入式市场的发展,因此AMD、VIA既有的战果版图恐会辛苦坚守。

不过,由于RISC CPU的走弱,以及Windows、Linux积极在嵌入式领域发挥,嵌入式x86 CPU的总体市场也可能更大,扩大的结果则可避免业者相互直接推挤的红海血战,而成为各拥一片蓝海蓝天。




关键词: 嵌入式     简介     架构     Intel     芯片     Cyrix    

共1条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]