MCU內(nèi)核之爭升級 三大嵌入式領(lǐng)域比拼新技術(shù)

　　11月18日，高交會電子展同期系列活動——由創(chuàng)意時(shí)代主辦的第三屆MCU技術(shù)創(chuàng)新與嵌入式應(yīng)用大會(mcu!MCU!2011) 在深圳隆重召開。本次大會聚集了ST、飛思卡爾、ARM、富士通、、芯唐、TI等業(yè)內(nèi)眾多知名廠商就MCU創(chuàng)新技術(shù)與應(yīng)用與眾多專業(yè)聽眾一齊分 享。此外，還有來自中國軟件行業(yè)協(xié)會嵌入式系統(tǒng)分會、亞研信息咨詢、浙江大學(xué)、華南理工大學(xué)、威盛、TCL、瞻營全電子、華北工控等多名專家就當(dāng)前熱門應(yīng) 用市場進(jìn)行了展望與分析。本屆大會除了演講嘉賓的陣容更加強(qiáng)大之外，還特別針對熱點(diǎn)市場設(shè)立了“/智能家居”、“人機(jī)界面/IPC”、“電機(jī)控 制”三個(gè)分論壇，在演講內(nèi)容上更加細(xì)分、專業(yè)。除了精彩的演講，金凱博、力源、日圖科技、世強(qiáng)電訊、Alisn、昊倫等相關(guān)廠商還展出了各自在MCU與嵌 入式應(yīng)用領(lǐng)域最新技術(shù)與產(chǎn)品。

　　內(nèi)核之爭升級，-M4成為ARM軍新戰(zhàn)場

　　去年還是ARM -M3的戰(zhàn)場，今年的戰(zhàn)場已升級為-M4。繼飛思卡爾、NXP分別在去年8月、11月推出基于ARM Cortex-M4內(nèi)核的微控制器產(chǎn)品之后，ST、TI在今年9月也相繼發(fā)布相應(yīng)產(chǎn)品，加劇了32位MCU市場的競爭局勢。在本次論壇中，飛思卡爾、ST 都各自推介了基于Cortex-M4內(nèi)核的MCU，使Cortex-M4市場爭奪戰(zhàn)再度升級。

　　飛思卡爾由于錯(cuò)失Cortex-M3市場，在Cortex-M4市場中博得先機(jī)，早在2010年8月發(fā)布了基于Cortex-M4 Kinetis系列產(chǎn)品。飛思卡爾資深全球產(chǎn)品經(jīng)理陳麗華在演講中表示，飛思卡爾Kinetis系列產(chǎn)品是業(yè)界首款基于ARM Cortex-M4的MCU，它是一個(gè)包含200多個(gè)不同特性的可相互兼容和擴(kuò)展的芯片組。K50微控制器系列為連續(xù)監(jiān)測提供多種連接選項(xiàng)，并為便攜式醫(yī) 療設(shè)備、和工業(yè)測試和測量設(shè)備等應(yīng)用領(lǐng)域的可靠模擬信號處理提供集成測量引擎。Kinetis K50系列已納入飛思卡爾產(chǎn)品長期供貨計(jì)劃，保證至少15年的穩(wěn)定供應(yīng)。

　　ST微控制器市場部經(jīng)理曹錦東則以“最高性能”定義了ST基于Cortex-M4內(nèi)核的系列產(chǎn)品 F4，因?yàn)樗哌_(dá)168MHz的主頻，以及在此主頻工作下的CoreMark基準(zhǔn)測試功耗為38.6mA。“系列是基于ARM-M內(nèi)核的32位 MCU中做得最成功的，售出的基于Cortex- M內(nèi)核微控制器中，幾乎每兩顆中就有一顆是。”曹錦東說道，“STM32產(chǎn)品適合各種應(yīng)用領(lǐng)域，包括醫(yī)療、銷售終端設(shè)備(POS)、建筑安全系 統(tǒng)和工廠自動化、家庭娛樂等。此外，ST正在利用新的STM32 F4系列進(jìn)一步拓寬應(yīng)用范圍。”

　　與X86各具優(yōu)勢，生態(tài)環(huán)境成決勝關(guān)鍵

　　無論是“業(yè)界首家”，還是“最高性能”，半導(dǎo)體巨頭們均各取所長，只為在Cortex-M4市場中多分一杯羹。對于ARM內(nèi)核市場如火如荼的增長趨 勢，中國區(qū)市場總監(jiān)費(fèi)浙平則表示：“ARM雖然最為流行，但ARM Cortex M系列處理器的指令集和結(jié)構(gòu)體系互不兼容，‘會ARM’ 其實(shí)只是會‘ARM工具’。”另外，他用一組美國MCU市場的數(shù)據(jù)重新介紹了MCU內(nèi)核市場的格局，在數(shù)據(jù)中顯示基于MIPS內(nèi)核的 Microchip32位PIC MCU占據(jù)28%的市場份額居于榜首。費(fèi)浙平說道：“從數(shù)據(jù)中可以看出，非ARM也可以非常有戰(zhàn)斗力。”

　　雖然ARM 嵌入式應(yīng)用市場經(jīng)理耿立鋒公布的另一份調(diào)查問卷結(jié)果不太相同，但都可以看出：在MCU領(lǐng)域，各種架構(gòu)與內(nèi)核依然具有各自的優(yōu)勢與市場。其中特別值得關(guān)注的 是，借助英特爾系列和威盛的產(chǎn)品，X86架構(gòu)處理器也開始向低功耗的市場發(fā)起沖擊，在本次MCU!MCU!大會的IPC/人機(jī)界面分論壇 上，威盛、昭營、華北工控等X86陣營企業(yè)也都帶來了微型化嵌入式平臺相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)，X86架構(gòu)產(chǎn)品的計(jì)算能力具有優(yōu)勢，克服功耗問題后將成為嵌入式領(lǐng) 域的一匹黑馬。

　　不過，無論是基于ARM、MIPS、X86或其它內(nèi)核，在大會中大家都提到了一個(gè)共識：嵌入式開發(fā)方式正在演變，生態(tài)環(huán)境的建設(shè)成為決勝關(guān)鍵。其中架構(gòu)細(xì) 節(jié)正日漸變得不再重要，匯編級編程比重也會下降，最低層優(yōu)化需針對具體芯片;而開發(fā)環(huán)境變得更重要，芯片公司的服務(wù)也越來越關(guān)鍵。

　　多屏互動技術(shù)引航智能家居時(shí)代

　　2011年被稱為智能元年，各智能產(chǎn)品都呈高倍數(shù)增長。除了智能手機(jī)、智能電視以外，智能化也延伸到冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等家電產(chǎn)品中，智能家電已成為大勢 所趨。亞研信息咨詢研究經(jīng)理崔晶表示：“智能時(shí)代到來，廠商不再是終端產(chǎn)品的制造者，而是軟硬件的結(jié)合體，單一專業(yè)性廠商的出路將越來越窄，性家電廠 商才有出路。云端服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)也是廠商未來競爭的重點(diǎn)所在。”

　　TCL作為家電行業(yè)的領(lǐng)軍者，該集團(tuán)工業(yè)研究院副總工程師朱昌昌在本次會議上以智能電視為例，與聽眾探討了智能家電的發(fā)展方向。朱昌昌表示，中國的智能電 視將在2015年超過傳統(tǒng)電視，占市場份額的54%。智能電視還將促進(jìn)人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展，包括人臉識別技術(shù)、手勢控制等。朱昌昌還提出了一個(gè)“多屏互 動”的概念，即電視、手機(jī)、電腦以及平板電腦之間的信息互動，“目前通訊協(xié)議還不能兼容，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，包括、LG、TCL等公司都有推 出了不同的，用戶體驗(yàn)也還有待改進(jìn)，這是未來的一大趨勢。”

　　針對智能家電領(lǐng)域，芯唐電子科技(香港)有限公司總經(jīng)理羅至圣介紹了100/120產(chǎn)品的無線應(yīng)用技術(shù)，其具備高速雙向通信、標(biāo)準(zhǔn)化命令、 空中更新程序功能、防干擾機(jī)制、一對多控制等特性?？蓱?yīng)用在智能電視、空中、無線麥克風(fēng)、無線等領(lǐng)域。未來的家電除了更加智能以外，節(jié)能 環(huán)保也是一個(gè)重要趨勢。富士通市場部經(jīng)理彭濤則針對節(jié)能家電應(yīng)用提出了太陽能逆變方案以及太陽能充電方案。

　　微型化是嵌入式計(jì)算平臺的必然趨勢

　　近年來，由于無線網(wǎng)絡(luò)、智能家電、汽車以及醫(yī)療等電子行業(yè)的發(fā)展，嵌入式電腦也在各領(lǐng)域中發(fā)生翻天覆地的變化，而X86架構(gòu)一直在嵌入式計(jì)算機(jī)中扮演著最 重要的角色。在現(xiàn)有X86架構(gòu)的嵌入式平臺中，以英特爾的系列、AMD的Geode LX系列以及威盛的Nano系列產(chǎn)品三分天下。

　　威盛中國區(qū)業(yè)務(wù)總監(jiān)王勝指出微型化是嵌入式計(jì)算平臺的必然趨勢：“微型化除了尺寸的微型化，還包括功耗和污染的微型化，它需要開發(fā)商掌握和運(yùn)用超低功 耗處理器技術(shù)、高集成的系統(tǒng)和顯示等核心芯片技術(shù)、多層電路板設(shè)計(jì)和散熱技術(shù)、電源管理和核心軟件設(shè)計(jì)技術(shù)等方能實(shí)現(xiàn)。”

　　瞻營全電子則發(fā)表了最新一代專為自動化、機(jī)械控制、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)而研發(fā)之高集成SoC處理器Vortex86 SoC。瞻營全電子副總經(jīng)理邱英禎表示保證該產(chǎn)品十年供貨周期。

　　華北工控作為嵌入式電腦行業(yè)領(lǐng)軍，同時(shí)也是X86架構(gòu)的擁躉，其資深技術(shù)專家王青國在演講時(shí)介紹了基于X86架構(gòu)嵌入式電腦的市場現(xiàn)狀：“2010年 X86架構(gòu)的嵌入式市場比2009年的X86架構(gòu)的嵌入式市場增長了10%，充分說明了X86架構(gòu)的嵌入式市場前景在持續(xù)快速增長中。”

　　電機(jī)行業(yè)面臨效能提升轉(zhuǎn)折點(diǎn)

　　隨著“智能環(huán)保”、“節(jié)能低碳”等問題越來越受到人們的重視，電機(jī)行業(yè)也到了必須提升效率的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，從而對電機(jī)控制及驅(qū)動要求的精度也越來越高。TI張萬凌針對旋轉(zhuǎn)電機(jī)提出了更智能、更安全、更綠色的。

　　華南理工大學(xué)楊向宇教授在演講中介紹了稀土永磁電機(jī)及其驅(qū)動控制系統(tǒng)。稀土永磁電機(jī)的運(yùn)行原理雖與電勵(lì)磁同步相同，但它以永磁體替代勵(lì)磁繞組勵(lì)磁， 具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠;體積小，質(zhì)量輕;損耗小，效率高;電機(jī)的形狀和尺寸靈活多樣等顯著優(yōu)點(diǎn)。不僅可以部分替代傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)，還可以實(shí)現(xiàn)電勵(lì)磁電 機(jī)難以達(dá)到的高性能。

　　雖然稀土永磁電機(jī)是一種全新技術(shù)，但其市場還處于培育之中，推廣應(yīng)用面臨不少困難：一是社會認(rèn)知度不高，大多數(shù)用戶對該技術(shù)不了解;二是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范滯后。楊 向宇表示，目前在國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等領(lǐng)域中，稀土永磁電機(jī)與電力電子技術(shù)和微電子控制技術(shù)相結(jié)合制造出各種性能優(yōu)異的機(jī)電一體化產(chǎn)品，已逐步替 代一些傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)。

　　浙江大學(xué)電機(jī)及其控制研究所副所長陳陽生教授則與在會聽眾交流了交流伺服驅(qū)動技術(shù)及其發(fā)展趨勢。該技術(shù)可應(yīng)用于工業(yè)、軍事等領(lǐng)域，具備高效率、力矩大、功率因素高等特點(diǎn)，但相對價(jià)格也比較昂貴。