MCU內(nèi)核升級 三大嵌入式領域比拼新技術

    11月18日，高交會電子展同期系列活動——由創(chuàng)意時代主辦的第三屆MCU技術創(chuàng)新與嵌入式應用大會(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、MIPS、芯唐、TI等業(yè)內(nèi)眾多知名廠商就MCU創(chuàng)新技術與應用與眾多專業(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、華南理工大學、威盛、TCL、瞻營全電子、華北工控等多名專家就當前熱門應用市場進行了展望與分析。本屆大會除了演講嘉賓的陣容更加強大之外，還特別針對熱點市場設立了“家用電器/智能家居”、“人機界面/IPC”、“電機控制”三個分論壇，在演講內(nèi)容上更加細分、專業(yè)。除了精彩的演講，金凱博、力源、日圖科技、世強電訊、Alisn、昊倫等相關廠商還展出了各自在MCU與嵌入式應用領域最新技術與產(chǎn)品。

    內(nèi)核之爭升級，Cortex-M4成為ARM軍新戰(zhàn)場

    去年還是ARM Cortex-M3的戰(zhàn)場，今年的戰(zhàn)場已升級為Cortex-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。

    飛思卡爾由于錯失Cortex-M3市場，在Cortex-M4市場中博得先機，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，它是一個包含200多個不同特性的可相互兼容和擴展的芯片組。K50微控制器系列為連續(xù)監(jiān)測提供多種連接選項，并為便攜式醫(yī)療設備、儀器儀表和工業(yè)測試和測量設備等應用領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)品長期供貨計劃，保證至少15年的穩(wěn)定供應。

    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STM32 F4，因為它高達168MHz的主頻，以及在此主頻工作下的CoreMark基準測試功耗為38.6mA�！癝TM32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STM32。”曹錦東說道，“STM32產(chǎn)品適合各種應用領域，包括醫(yī)療、銷售終端設備(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系列進一步拓寬應用范圍�！�

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

    無論是“業(yè)界首家”，還是“最高性能”，半導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，MIPS中國區(qū)市場總監(jiān)費浙平則表示：“ARM雖然最為流行，但ARM Cortex M系列處理器的指令集和結構體系互不兼容，‘會ARM’ 其實只是會‘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 嵌入式應用市場經(jīng)理耿立鋒公布的另一份調(diào)查問卷結果不太相同，但都可以看出：在MCU領域，各種架構與內(nèi)核依然具有各自的優(yōu)勢與市場。其中特別值得關注的是，借助英特爾ATOM系列和威盛的Nano產(chǎn)品，X86架構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產(chǎn)品和技術，X86架構產(chǎn)品的計算能力具有優(yōu)勢，克服功耗問題后將成為嵌入式領域的一匹黑馬。

    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共識：嵌入式開發(fā)方式正在演變，生態(tài)環(huán)境的建設成為決勝關鍵。其中架構細節(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，芯片公司的服務也越來越關鍵。

    多屏互動技術引航智能家居時代

    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、智能電視以外，智能化也延伸到冰箱、空調(diào)、洗衣機等家電產(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：“智能時代到來，廠商不再是終端產(chǎn)品的制造者，而是軟硬件的結合體，單一專業(yè)性廠商的出路將越來越窄，綜合性家電廠商才有出路。云端服務和物聯(lián)網(wǎng)服務也是廠商未來競爭的重點所在�！�

    TCL作為家電行業(yè)的領軍者，該集團工業(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%。智能電視還將促進人機交互技術的發(fā)展，包括人臉識別技術、手勢控制等。朱昌昌還提出了一個“多屏互動”的概念，即電視、手機、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)一的標準，包括Samsung、LG、TCL等公司都有推出了不同的解決方案，用戶體驗也還有待改進，這是未來的一大趨勢�！�

    針對智能家電領域，芯唐電子科技(香港)有限公司總經(jīng)理羅至圣介紹了Nano100/Nano120產(chǎn)品的無線應用技術，其具備高速雙向通信、標準化命令、空中更新程序功能、防干擾機制、一對多控制等特性�？蓱�用在智能電視遙控器、空中鼠標、無線麥克風、無線游戲機等領域。未來的家電除了更加智能以外，節(jié)能環(huán)保也是一個重要趨勢。富士通市場部經(jīng)理彭濤則針對節(jié)能家電應用提出了太陽能逆變方案以及太陽能充電方案。

    微型化是嵌入式計算平臺的必然趨勢

    近年來，由于無線網(wǎng)絡、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域中發(fā)生翻天覆地的變化，而X86架構一直在嵌入式計算機中扮演著最重要的角色。在現(xiàn)有X86架構的嵌入式平臺中，以英特爾的ATOM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)務總監(jiān)王勝指出微型化是嵌入式計算平臺的必然趨勢：“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)商綜合掌握和運用超低功耗處理器技術、高集成的系統(tǒng)和顯示等核心芯片技術、多層電路板設計和散熱技術、電源管理和核心軟件設計技術等方能實現(xiàn)�！�

    瞻營全電子則發(fā)表了最新一代專為自動化、機械控制、機器人產(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)領軍，同時也是X86架構的擁躉，其資深技術專家王青國在演講時介紹了基于X86架構嵌入式電腦的市場現(xiàn)狀：“2010年X86架構的嵌入式市場比2009年的X86架構的嵌入式市場增長了10%，充分說明了X86架構的嵌入式市場前景在持續(xù)快速增長中�！�

    電機行業(yè)面臨效能提升轉(zhuǎn)折點

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

    華南理工大學楊向宇教授在演講中介紹了稀土永磁電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)。稀土永磁電機的運行原理雖與電勵磁同步電動機相同，但它以永磁體替代勵磁繞組勵磁，具有結構簡單，運行可靠；體積小，質(zhì)量輕；損耗小，效率高；電機的形狀和尺寸靈活多樣等顯著優(yōu)點。不僅可以部分替代傳統(tǒng)的電勵磁電機，還可以實現(xiàn)電勵磁電機難以達到的高性能。

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

    浙江大學電機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)動技術及其發(fā)展趨勢。該技術可應用于工業(yè)、軍事等領域，具備高效率、力矩大、功率因素高等特點，但相對價格也比較昂貴。