微處理器方面的新氣象

　　到了金秋時(shí)節(jié)，處理器公司又開(kāi)始了新一輪市場(chǎng)攻勢(shì)。9月9日，TI隆重推出了“達(dá)芬奇”數(shù)字視頻方案（本刊10月報(bào)道），硬件處理器以C64+ ARM芯核為基礎(chǔ)，再加上一系列的軟件、開(kāi)發(fā)工具和技術(shù)支持系統(tǒng)，滿(mǎn)足各種視頻應(yīng)用。
 
　　進(jìn)入10月，又有兩家公司的動(dòng)向令人關(guān)注。
 
Microchip: 8位霸主首次向16位進(jìn)軍
 
　　Microchip一直致力于與8位單片機(jī)市場(chǎng)，并且成為8位市場(chǎng)的銷(xiāo)量冠軍，出貨量已達(dá)40億片。但公司一直非常注重8位，很少往8位及以上延伸的動(dòng)向。但今年10月11日，該公司卻宣布向16位市場(chǎng)邁開(kāi)大步，一連氣推出49款16位單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)控制器！
 
　　該公司解釋說(shuō)，16位單片機(jī)是市場(chǎng)上成長(zhǎng)最快的。從圖1可見(jiàn)，16位單片機(jī)在2004年增長(zhǎng)率達(dá)到了21%，市場(chǎng)規(guī)模為41億美元左右。增長(zhǎng)速度和規(guī)模都超過(guò)了32位芯片，增長(zhǎng)速度也超過(guò)了8位單片機(jī)。因此，該公司的下一步重點(diǎn)就鎖定了16位單片機(jī)。
 
　　Microchip此次推出的這49款產(chǎn)品為：該公司第一個(gè)16位單片機(jī)系列—PIC24，以及第二個(gè)16位數(shù)字信號(hào)控制器（DSC）系列—dsPIC33F。加上此前推出的21款dsPIC30系列數(shù)字信號(hào)控制器，目前Microchip已經(jīng)擁有70款16位器件。
 
　　在性能方面，雖然一些產(chǎn)品是第一次提出，但性能甚至比目前的16位競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還強(qiáng)。Microchip新型16位單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)控制器系列以高達(dá)40 MIPS的性能——為業(yè)界最高的16位單片機(jī)性能。對(duì)8位單片機(jī)用戶(hù)而言，PIC24和dsPIC33F兩個(gè)系列以經(jīng)濟(jì)有效的方式提升了性能、存儲(chǔ)器和外設(shè)，同時(shí)保持了嵌入式控制應(yīng)用所需的架構(gòu)效率，如迅速的中斷響應(yīng)、極佳的位操作和業(yè)界領(lǐng)先的C代碼效率。
 
　　為了進(jìn)一步提高開(kāi)發(fā)周期效率，新型16位系列在命名、引腳和外設(shè)兼容性方面延續(xù)了Microchip從中檔8位單片機(jī)到新型PIC24和dsPIC33F系列的無(wú)縫遷移思路。另外，工程師還可借助Microchip的通用MPLAB集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）平臺(tái)減少其在開(kāi)發(fā)工具和學(xué)習(xí)時(shí)間方面的投入。該平臺(tái)支持現(xiàn)有的350余款8位和16位器件。
 

圖1
 
　　“Microchip的成功不在于技術(shù)，而是經(jīng)驗(yàn)。”公司先進(jìn)單片機(jī)及存儲(chǔ)產(chǎn)品部副總裁Ganesh Moorthy表示：“為客戶(hù)提供有助于其獲得成功的經(jīng)濟(jì)有效又具兼容性的產(chǎn)品系列是Microchip始終如一的核心戰(zhàn)略?！?
 
　　不過(guò)，要見(jiàn)到用這些芯片做成的最終產(chǎn)品要等到明年二季度。不過(guò)，部分產(chǎn)品已向早期試用者提供樣片，將于2006年一季度提供所有49款芯片的樣片，并計(jì)劃在2006年二季度開(kāi)始量產(chǎn)。
 
　　當(dāng)然，Microchip也面臨著挑戰(zhàn)：如何在龐大的8位與32位的中間市場(chǎng)平衡？在中國(guó)，8位為主流，32位新興，推廣16位的優(yōu)勢(shì)，需要花很多精力培育來(lái)這塊市場(chǎng)嗎？Microchip的回答是，現(xiàn)主要面向在中國(guó)的外企和合資企業(yè)，因?yàn)樗麄儗?duì)16位的認(rèn)知度還是與國(guó)外基本同步的。
 
Actel：推出FPGA的軟ARM處理器
 
　　關(guān)于FPGA處理器芯核方面，筆者一直有個(gè)疑問(wèn)：為何FPGA的巨頭們?yōu)楹尾粺嶂訟RM處理器芯核？
 
　　不過(guò)，F(xiàn)PGA業(yè)沒(méi)有ARM芯核的歷史將要結(jié)束。10月25日，以反融絲技術(shù)與Flash存儲(chǔ)為特色的Actel公司宣布，將推出專(zhuān)為Actel FPGA應(yīng)用而優(yōu)化的軟ARM7 系列處理器——CoreMP7。
 
　　根據(jù)與ARM公司在今年3月簽定的協(xié)議，Actel 現(xiàn)可提供能于其產(chǎn)品中使用的32位ARM7系列處理器，并毋須收取授權(quán)費(fèi)用，因此能大幅降低ARM7的入門(mén)成本，增加設(shè)計(jì)人員利用ARM7系列進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)芯片開(kāi)發(fā)的機(jī)會(huì)。CoreMP7 將發(fā)揮Actel以Flash為基礎(chǔ)構(gòu)架的優(yōu)勢(shì)，可用于Actel的低成本ProASIC3系列FPGA具ARM功能的版本中。這些器件是以?xún)r(jià)值取向的消費(fèi)電子、工業(yè)、汽車(chē)和高可靠性應(yīng)用的最佳解決方案。
 
　　Actel的創(chuàng)新經(jīng)營(yíng)模式讓用戶(hù)采購(gòu)具有ARM功能的 ProASIC3器件時(shí)，既可使用CoreMP7，以實(shí)現(xiàn)低成本的系統(tǒng)整合。CoreMP7稍后并會(huì)擴(kuò)展至其它系列的應(yīng)用中，包括以最新推出Fusion融合技術(shù)為基礎(chǔ)的器件，該技術(shù)將模擬和非揮發(fā)性?xún)?nèi)存集成于單個(gè)器件上，帶來(lái)真正的系統(tǒng)級(jí)可編程芯片。（圖）
 
　　Actel已對(duì)32位ARM7進(jìn)行優(yōu)化，全面提升其速度并減少其處理器尺寸，以便更適用于FPGA器件中。CoreMP7的工作頻率高達(dá)25MHz，適合多種應(yīng)用使用，包括數(shù)碼相機(jī)、廚房電器、汽車(chē)引擎控制系統(tǒng)、汽車(chē)信息系統(tǒng)、機(jī)器人和醫(yī)療設(shè)備等。
 
　　配備ARM技術(shù)的M7 ProASIC3器件具有卓越的性?xún)r(jià)比組合，能支持多達(dá)300萬(wàn)系統(tǒng)門(mén)。M7 ProASIC3器件充分發(fā)揮以Flash技術(shù)為基礎(chǔ)ProASIC3系列無(wú)可比擬的安全性?xún)?yōu)勢(shì)，再結(jié)合Actel專(zhuān)有的FlashLock技術(shù)，能防止篡改的問(wèn)題出現(xiàn)，保證用戶(hù)寶貴的IP不會(huì)被剽竊或復(fù)制。此外，該單芯片器件同時(shí)提供所有Actel FPGA固有的固件錯(cuò)誤免疫和電即行 (LAPU) 能力。
 
　　價(jià)格方面也具有優(yōu)勢(shì)，CoreMP7可于Actel的M7 ProASIC3器件中執(zhí)行，起始價(jià)低至2.75美元 (以25萬(wàn)單元批量計(jì))。
 
　　這時(shí)又轉(zhuǎn)到開(kāi)始的題目，為何其他FPGA廠商不選用ARM芯核？筆者猜想，Xilinx在32位處理器方面選用PowerPC硬核，因PowerPC在計(jì)算方面有優(yōu)勢(shì)，而ARM主要在移動(dòng)、便攜式方面最為成功，恐怕Xilinx考慮破PowerPC的計(jì)算能力。對(duì)于Altera來(lái)說(shuō)，過(guò)去曾用過(guò)ARM硬核FPGA，但后來(lái)銷(xiāo)聲匿跡了，而2004年推出了Nios II作為32位軟核主打產(chǎn)品，與Xilinx抗衡。Nios系列的特點(diǎn)是可配置能力強(qiáng)，例如一塊FPGA上理論上可以配置幾十~上百的Nios。Actel稱(chēng)自己的ARM7最多可以4~6個(gè)，但Actel又補(bǔ)充了一句：實(shí)際上，市面上沒(méi)有超過(guò)4個(gè)處理核的產(chǎn)品，4個(gè)已足夠了。同時(shí)Actel也認(rèn)為：FPGA的優(yōu)勢(shì)主要是可編程，如果都變成處理器，為何不直接買(mǎi)幾個(gè)處理器來(lái)用？筆者注意到，Actel采用ARM7主要的市場(chǎng)也是低端的消費(fèi)電子等領(lǐng)域，那確實(shí)是ARM芯核比較成功的主戰(zhàn)場(chǎng)，因此，Actel率先推出的產(chǎn)品也是用在面向消費(fèi)電子的低端FPGA——ProASIC3上。