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分析嵌入式系統與FPGA的新動向

時間:2011-05-24

來源:中國傳動網

導語:由原瑞薩科技/NEC電子合并后的瑞薩電子是最大的嵌入式系統公司。TI是第二大嵌入式系統公司,TI主要得益于DSP、MCU和MPU三大業務。

      2010年,微邏輯組件(微處理器、微控制器和DSP)的銷售額勁升了24.9%。但這是因為相比于2009年的災難性的衰退所致。在相對穩定的銷售環境下,預計2011年有望再成長12%。
  出貨量方面,微邏輯組件2010年將增長36.3%,而2009年下降了10.4%。微邏輯營業額由微處理器和計算市場主導,數量上來看,主要來自MCU。2010年,MCU營業額增長了32%左右,數量增長40%左右。增長涵蓋所有微控制器部分—8、16和32位。這比一年前所預測的增長更快,這是由于一些領域的復蘇和增長,例如汽車方面有新增長,工業控制也在持續增長,雖然2009年工業控制也下降了,但是不像其他市場那么糟糕。
  工業MCU廠商重視連接性和外圍的開發。連接性包括USB、RFID、低功耗RF、ZigBee,用于控制和自動化。綠色和節能是最大增長的市場,智能電表和智能電網正受到更多的重視。更多家電的高效電機控制、工廠控制等,需要特殊的低功耗制程。
  16位供應商提供比8位更高的處理速度。很多16位MCU供應商也銷售8~32位MCU。2010年8位MCU價格85美分左右;32位MCU的平均價格是3~23美元,此價格之所以差別很大,是由于封裝、性能及內存的配置不同。MCU廠商正提供更高的存儲器密度、更好的外圍以減少外部材料、傳感器等。
  據iSuppli統計,由原瑞薩科技/NEC電子合并后的瑞薩電子是最大的嵌入式系統公司。TI是第二大嵌入式系統公司,TI主要得益于DSP、MCU和MPU三大業務。
  在中國市場,MCU保持高于全球平均速度增長。尤其本地參與設計正引導著世界范圍內新一輪的復蘇和增長,同時中國本地設計增長的速度比整個MCU系統快。但圖2中“中國本地參與設計比例”變化曲線在2010年到2012年間為何會呈下降趨勢?瑞薩電子大中國區MCU產品中心總監邱榮豐分析認為,在整個世界經濟中,中國已經占有很大的比重,開始時中國基本上是全球最大的工廠,出口基本上是最大的因素,使中國市場做得很好。但是從2008年到2009年開始,中國基本上是轉向國內的需求,高速的發展都是在國內,所以可以看到增長率最大的2010年,中國有一系列活動,如家電下鄉、智能電網/電表興起等;但是正常來看,除了中國市場內部消化的要求,也希望國外出口量會慢慢增長;不過按照這個想法,這兩年不太可能一下打入美歐日等市場。
  在嵌入式軟件行業,由于嵌入式產品在最近幾年正在不斷滲透到各個行業,小到手機、iPad,大到基站、航天衛星等。而嵌入式軟件在其中扮演著越來越重要的角色,已經成為各個廠商區別于其它廠商最重要的砝碼。據不完全估計,2011年中國嵌入式軟件市場規模將達到4600億左右。而多核化和平臺化將成為新的嵌入式軟件發展的新趨勢。
  軟件和系統架構成芯片廠商的投資重點
  近幾年,MCU廠商提供更多、更豐富的工具和軟件開發環境,來易于使用、節約時間。未來,系統設計者將有更多的應用選擇:功能、價格、低功耗和更多的開發工具。
  盡管MCU集成了更豐富的外圍,制程技術在不斷演進。但相比之下,硬件的成本不太容易上升。NXP副總裁兼全球微控制器產品線總經理GeoLees稱,該公司不打算在硬件方面再過多地產生成本,其開發重心將更多地轉到軟件方面。
  飛思卡爾(Freescale)工業和多元市場微控制器部亞太區市場經理曾勁濤也認為軟件在整個開發成本中正在占據更大的比例。曾勁濤以該公司戰略為例,稱飛思卡爾是最早為客戶提供一套完整的軟件支持工具的先行者。其軟件產品包括免費的8位的Codewarrier工具和為32位MCU服務的實時操作系統MQX,同時還提供了許多其他軟件,使客戶能夠輕松地使用飛思卡爾MCU開始進行設計
  ADIDSP亞洲區業務經理陸磊稱,該公司的軟件戰略是為客戶提供免費的經過優化測試的高性能軟件庫,可以簡化客戶的開發和縮短客戶產品開發時間。同時,ADI公司為客戶提供開源的Linux系統和驅動。
  SiliconLabs公司MCU市場總監MikeSalas分析了為何軟件成為MCU廠商關注的方向。他指出,隨著微控制器(MCU)在其數字內核基礎上的不斷發展,通過集成更多復雜的外圍設備(例如加密/解密模塊、音頻/視頻編碼和解碼器,以及需要完整協議棧的無線通訊接口)MCU功能正在逐漸擴展。所有這些片上系統功能的交互平衡也需要同樣復雜的固件。開發和測試固件的時間和成本正在成為影響新產品上市的限制因素。為了幫助縮短上市時間,SiliconLabs為其混合信號MCU提供了多種固件。這包括從簡單外設(例如ADC)到完整應用級參考設計(例如WirelessM-Bus套件)所需要的一切。因為SiliconLabsMCU產品的許多目標應用需要與計算機或應用處理器進行通信,因此該公司根據需要提供了通信函數庫和驅動程序。所有這些代碼使得嵌入式設計人員能夠專注于產品開發,而不是復雜的MCU或軟件協議。
  為了加大軟件實力,MCU設計團隊中需要一批應用軟件人才。上海普芯達電子有限公司總經理趙依軍稱,普芯達不僅有一支長期致力于應用開發的工程師隊伍,還擁有經驗豐富的芯片設計團隊,這樣的組合使普芯達能在芯片設計的一開始就充分考慮應用軟件設計的需求,能在芯片設計的整個過程中將硬件功能、性能與軟件設計需求緊密地結合。在應用開發過程中,工程師們也能和設計團隊密切配合,保證軟件有效可靠。
  系統架構師如何定位精準
  為了做好應用,有些芯片廠商的總設計師甚至不是芯片設計出身,而是系統應用出身。TI多核DSP業務部全球業務經理RameshKumar在介紹該公司的新一代高性能DSP——TMS320C66x時,透露了該公司如何做到對產品進行高精度定位的方法。例如高精度的關鍵任務應用——無線基站、醫療等。在TIDSP的研發過程中,在軟件上投入一定比重。這種考量來自于:由于你要構建一個非常好的多核系統或片上系統(SoC),因此你需要非常好的系統級考慮。在TI的DSP團隊里,有相當多人都來自于系統廠商,比如愛立信、諾西,甚至聘請曾在摩托羅拉等通信廠商工作過的資深人才來做TI的CTO(首席技術官)或首席架構師。不是因為他們的芯片設計能力有多強,而是對整個系統架構所需要的關鍵元素做得非常非常精準。

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