嵌入式系統(tǒng)與FPGA的最新動(dòng)向

　　Ramesh稱，DSP技術(shù)本身有諸多好處，包括很高的處理性能，并且在低功耗方面，考慮到動(dòng)態(tài)電源監(jiān)測、動(dòng)態(tài)電源管理。因此通過667x系列，TI非常有信心與DSP對(duì)手、其他處理器架構(gòu)或FPGA競爭。 例如，FPGA本身是通用型陣列，其所做的所謂浮點(diǎn)是在陣列里嵌入DSP一個(gè)小的IP單元，絕對(duì)不是能真正自由地處理浮點(diǎn)運(yùn)算的處理器架構(gòu)，可能只有18×18的一個(gè)乘加(MAC)能力，現(xiàn)在相對(duì)一半都不到。因此，TI并不認(rèn)為FPGA公司所宣稱的浮點(diǎn)工藝非常領(lǐng)先，并且DSP在功耗、成本上擁有優(yōu)勢。例如，市面上與TMS320C667x性能相當(dāng)?shù)腇PGA通常幾百美元一塊;在功耗方面，TI只要10W左右，而同樣性能的FPGA通常要20~40W。

　　筆者注意到一個(gè)細(xì)節(jié)，Ramesh多次提到C667x高精度地定位于關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用，包括無線基站、測試、醫(yī)療影像、智能電網(wǎng)或高性能處理等。這些領(lǐng)域通常有DSP，也有FPGA的解決方案。“但關(guān)鍵應(yīng)用往往由DSP組成。”Ramesh稱。事實(shí)上，在很多領(lǐng)域，出現(xiàn)了DSP+FPGA或嵌入式處理器+FPGA的搭配，在通信基站領(lǐng)域，有TI+Xilinx組合;高性能計(jì)算領(lǐng)域，也出現(xiàn)了Intel+Altera搭檔等。

　　DSP通常歸為ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)，而FPGA屬于PLD(可編程邏輯器件)類。從字面上就可以看出FPGA服務(wù)更廣闊的領(lǐng)域，DSP相對(duì)來說在一些利基(niche)的專用領(lǐng)域擁有無可替代的優(yōu)勢。在一些長尾領(lǐng)域，F(xiàn)PGA和DSP就要認(rèn)真較量了。

　　那么，F(xiàn)PGA企業(yè)又是如何看待DSP，并尋找自己的機(jī)會(huì)呢?

　　Altera高端FPGA產(chǎn)品部產(chǎn)品市場高級(jí)總監(jiān)David Greenfield稱，多核DSP主要針對(duì)一些特定市場應(yīng)用。多核DSP實(shí)現(xiàn)是基于軟件，在其架構(gòu)基礎(chǔ)上基于軟件創(chuàng)新。而FPGA主要是硬件創(chuàng)新，F(xiàn)PGA中也會(huì)有一些浮點(diǎn)運(yùn)算。FPGA過去主要是軍事領(lǐng)域應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)拓展到通信、廣播領(lǐng)域，比如無線基站等應(yīng)用。筆者分析David的講話認(rèn)為，之所以過去FPGA應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，是因?yàn)镕PGA的突出優(yōu)點(diǎn)是靈活性大，但也存在功耗大、價(jià)格高的短板，在不太在乎花錢的軍事、通信基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域會(huì)首先鋪開。隨著FPGA的功耗和價(jià)格逐步下降，也在向中低端應(yīng)用市場延伸，并打入一些利潤豐厚的專用領(lǐng)域，如通信(基站、收發(fā)器)和視頻處理等。

　　據(jù)悉，Xilinx近年推出了目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)(TDP)，并且在未來28nm制程時(shí)，把原來高低二大產(chǎn)品線(Virtex和Spartan)擴(kuò)展為高中低三線(Virtex、Kintex和Artix)。這些舉措使其FPGA進(jìn)一步適合專用領(lǐng)域。

　　也許讀到此，讀者還是找不到北，那么讓我們以Altera的David的話來參透此現(xiàn)象吧：“……很多概念更像是哲學(xué)取向。……但動(dòng)機(jī)很簡單：我們在決定每一新產(chǎn)品時(shí)，基本上是看推出這種產(chǎn)品是不是可以為我們帶來最大好處。”

　　MCU：集成多少模擬才足夠?MCU外圍電路在迅速膨脹

　　MCU正集成越來越多的模擬和混合信號(hào)，有些MCU公司干脆稱之為SoC。那么這是否意味著未來MCU不再是創(chuàng)新的中心?

　　Silicon Labs公司Mike分析認(rèn)為，2011年及以后，新一代MCU設(shè)計(jì)將提供更高級(jí)的混合信號(hào)集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超低功耗處理、無線連接和智能感應(yīng)。隨著便攜式和電池供電應(yīng)用的增長，具有省電技術(shù)(例如片上DC-DC轉(zhuǎn)換器和低壓差LDO穩(wěn)壓器)的MCU將成為廣受歡迎的解決方案。2011年，集成嵌入式無線收發(fā)器的高集成度MCU，或稱為“Wireless MCU(無線MCU)”也將在應(yīng)用(例如家居自動(dòng)化、安全系統(tǒng)、智能儀表和能量收集系統(tǒng))中不斷增長。今后我們也將看到集成多種類型感應(yīng)器(諸如電容式觸摸感應(yīng)器、紅外線和環(huán)境光感應(yīng)器，以及環(huán)境感應(yīng)器)的MCU。具有成本效益、片上集成無線連接和感應(yīng)能力的超低功耗、小封裝MCU將在各種嵌入式應(yīng)用中(例如無線感應(yīng)網(wǎng)絡(luò))大量應(yīng)用。

　　因此，我們認(rèn)為模擬/混合信號(hào)功能將繼續(xù)保持較高需求，因?yàn)樽罹吒偁幜Φ膽?yīng)用通常需要高精確度和準(zhǔn)確度。僅有少數(shù)公司具有混合信號(hào)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而可以在不影響性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行單芯片集成。這些公司將繼續(xù)從高難度復(fù)雜混合信號(hào)設(shè)計(jì)的迅速擴(kuò)張中受益。