ARM能否占据MCU市场绝对优势

  MCU及嵌入式设计一直是产业界最热门的话题之一,关于内核孰优孰劣的讨论从未停止。近几年有许多主要IC厂商将重点转入ARM架构产品。在广大电子工程师中,ARM开发人员的比例也较高,那么ARM在MCU市场到底地位如何?

  德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、NXP等主要IC厂商,都将产品线部分或全部转向了ARM架构,似乎ARM在MCU市场已经占据绝对强势。近期NXP公司副总裁兼总经理Geoff Lees表示,NXP目前已经100%全部转向ARM架构,对ARM的全力支持也将会成为公司的长期策略,并称这是一个令人振奋的转变。NXP可能是唯一一个将全部力量投入到ARM产品研发的厂商。他还认为,传统的8位、16位、32位的划分已经缺乏实际意义,客户希望的是统一架构、无缝兼容的不同性能的产品。如Cortex-M0可面向8/16位领域,M3则针对16/32位领域,ARM最新推出的M4内核则在32位的基础上增加了对DSP处理的支持。

  基于Harvard架构的8051核心于1980年由Intel公司研发,主要用于嵌入式系统。8051在上世纪80年代至90年代非常流行,一直到今天,大量的8051兼容产品仍占据低端应用市场,但即使生命力再强的产品也难逃升级换代的命运,如今用ARM Cortex-M0取代8051的呼声似乎越来越大。

 

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  在2009年春季首先推出基于ARM Cortex-M0产品的NXP曾是8051时代的代表厂商(当时仍为Philips半导体),但Geoff Lees对此表示,基于M0的LPC1100比传统8/16位产品提升2倍~10倍的性能,而尺寸仅为其40%~50%,成本最低的仅有0.65美元,那么谁还需要传统的8位MCU?

  除NXP外,新唐科技(Nuvoton)也在2010年初宣布推出以ARM Cortex-M0为核心的32位微控制器NuMicro系列。NuMicro内建各种模拟与混合讯号组件,及多种高速通讯能力器件,使客户极易从8051升级至M0。NuMicro系列也延续8位微控制器宽电压输入、高抗干扰、高抗噪声设计,特别适合应用于工业系统控制。新唐科技表示,NuMicro系列用8位MCU的价位提供32位的效能;核心执行速度高达50MHz,相当于45DMIPS。产品内建32位乘法器,巢状中断控制结构NVIC,双信道APB设计,并配置周边直接内存存取PDMA;内建32k到128k闪存及16k Bytes SRAM,整合高效能周边能力与特性,使系统效能发挥到极致。在关键特性部份,除了Cortex-M0核心与周边IP特性外,新唐科技独特的高抗干扰、抗噪声、工业/车用温度规格设计,更能满足客户对于高质量、高性能通用微控制器的要求。

  M0实现的更低功耗及更高性能是其抢占8/16位低端市场的资本,另外主流大厂从产品到工具的支持也是必要条件之一。目前M0取代8051的瓶颈可能在于成本和用户的接受程度。对于后者,一般需要一定时间的积累,随着用户对ARM产品兴趣的增加,会使这个过程缩短,而成本永远是很难回避的话题。当然M0及其开发板的价格与8051的差距也在不断缩小。

  ARM公司于去年晚期发布了Cortex-A系列最新款Cortex-A5处理器即将上市的消息,并宣布其将是ARM926EJ-S和ARM1176JZ-S产品的升级产品,可为二者已经存在的设计提供高附加值的迁移渠道。

  Cortex-A5核心将可与ARMv7 Cortex-A产品(如A8、A9)100%兼容,并为功耗和成本敏感应用,如功能性手机、移动支付终端、音频播放器等移动设备,以及家用和工业用产品,提供高性能功能。Cortex-A5内部核心数目为1核~4核可选。ARM同时宣称它是ARM多核处理器产品中体积最小,功耗最低的一款。A5采用了与Cortex-A8一样的TrustZone安全技术,以及DSP和SIMD功能扩展;VFPv3浮点功能和NEON多媒体处理引擎则作为该核心的可选功能。采用四核配置时,SoC芯片内部还可搭配Mail GPU或由用户按需求配用PowerVR MBX/SGX GPU。

  在ARM提供的对比数据中可以看到,A5核心MCU的DMIPS性能高于ARM926和ARM1176,而功耗mW/MHz则低于二者;核心尺寸低于ARM1176,略高于ARM926。此外,目前已经有厂商十分看好A5内核的相关市场,NXP透露A5已经出现在其未来的产品路线图上。

  趋势也许已经明显,让我们拭目以待!

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