MCU與MPU跨界，滿足IoT與人機(jī)交互需要

　　跨界處理器——i.MX RT

　　NXP此次推出的跨界處理器——i.MX RT，主要基于ARM Cortex-M7核，主頻600MHz，做到了較低成本的3美元左右，Geoff Lees用顛覆性價(jià)格來形容它。

　　為何此次把新產(chǎn)品稱為“跨界處理器“?

　　Geoff解釋道，這種跨界發(fā)展方向，主要來自于物聯(lián)網(wǎng)的需求。一方面?zhèn)鞲卸艘蠓浅ｉL的電池時(shí)間和非常低的漏電;另一方面，人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的連接性要求很高，以及對(duì)顯示的要求也越來越高，再加上語音和圖像等人機(jī)交互方式出現(xiàn)，因此催生低功耗和高性能的產(chǎn)品。

　　硬件上，當(dāng)前的趨勢(shì)是應(yīng)用處理器(AP)的價(jià)格和功耗已經(jīng)越來越接近以前傳統(tǒng)的MCU，例如Cortex-A5、Cortex-A7內(nèi)核的產(chǎn)品功耗和價(jià)格也非常低。另一個(gè)趨勢(shì)是MCU的性能也在往上走，例如現(xiàn)在有三四百M(fèi)Hz主頻、內(nèi)置閃存的產(chǎn)品，從性能上已經(jīng)越來越接近AP。二者最后會(huì)交匯在下圖的圓點(diǎn)處。

　　圖：MCU與AP銜接的圓點(diǎn)處

　　在軟件開發(fā)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，過去二者在軟件上也有區(qū)別，例如i.MX上運(yùn)行的操作系統(tǒng)是Android和Linux等，MCU一般不運(yùn)行操作系統(tǒng)。MCU現(xiàn)在主要是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，使用IAR、Keil、MCUXpresso、RTOS(實(shí)時(shí)操作系統(tǒng))等開發(fā)工具和操作系統(tǒng)?？缃缣幚砥鳌猧.MX RT運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，好處是完全可以利用以前MCU簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)、快速量產(chǎn)、快速上市的特性，無需Linux、Android等復(fù)雜OS。而以前MPU+Android或Linux才有的性能，該產(chǎn)品也兼?zhèn)洹?/p>

　　圖 跨界前MCU與MPU特點(diǎn)

　　圖 跨界處理器的特點(diǎn)

　　具體地，以前500M到600MHz的應(yīng)用往往需要散熱，需要很多復(fù)雜的設(shè)計(jì)和高性能，但今天不能犧牲功耗，客戶也不愿意多付錢，因此跨界處理器應(yīng)運(yùn)而生。

　　因此，i.MX RT增強(qiáng)實(shí)時(shí)性，其中一個(gè)是不需要等待的內(nèi)存，可以很快對(duì)外面的命令進(jìn)行反應(yīng)。第二，市場(chǎng)對(duì)顯示、連接性的要求非常高，NXP把以前處理器方面的模塊拿到這個(gè)產(chǎn)品上來，使屏幕可以做好的人機(jī)控制界面。例如，i.MX RT上有攝像頭接口、顯示接口、音頻接口等，有很強(qiáng)的DSP和多媒體功能。同時(shí)有很高的安全性。第三，RT采用了MCU的應(yīng)用構(gòu)架，它的開發(fā)工具、開發(fā)軟件、生態(tài)環(huán)境都是MCU的。

　　最后，價(jià)格非常有競(jìng)爭(zhēng)力，現(xiàn)在起價(jià)3美元。此次推出的是RT1050，NXP在未來幾年里會(huì)相繼推出其他的產(chǎn)品，有的是更高的性能，有的更便宜。

　　那么，是否所有基于M7內(nèi)核的產(chǎn)品都可以稱為跨界處理器?曾勁濤先生的回答是否定的。i.MX RT達(dá)到了600MHz，而通常Cortex-M7 MCU達(dá)不到如此高的MPU的性能。

　　為何i.MX RT能實(shí)現(xiàn)高速?實(shí)際上NXP做了很多改進(jìn)，例如因?yàn)闆]有采用內(nèi)置閃存，而更多依賴外部存儲(chǔ)，這樣不僅節(jié)約了成本，還把有限的資源用于提升處理速度。Geoff Lees稱：內(nèi)置閃存在現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)成為性能和功耗上的絆腳石，現(xiàn)在已經(jīng)沒有再開發(fā)更快的內(nèi)置閃存技術(shù)。因?yàn)镾RAM或外部的存儲(chǔ)像eMMC閃存等非常便宜，存儲(chǔ)量也非常大。

　　i.MX 6家族又添新丁——6SLL

　　由于NXP十分重視i.MX，此次又捎帶介紹了i.MX6家族的最新成員——i.MX 6SLL，1GHz主頻，亮點(diǎn)是堪稱目前業(yè)界最低功耗的Cortex-A9通用MPU。另外多媒體功能豐富，可以做很好的顯示，例如攝像頭顯示、電子書的界面。(注：NXP稱，i.MX是全球出貨量最大的電子書處理器。)第三是集成度高，有USB和eMMC接口等。最后，它與i.MX6系列中的其他產(chǎn)品有良好的兼容性。

　　i.MX 6SLL的目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景之一是電子書，可以實(shí)現(xiàn)電子書的快速翻頁。因?yàn)楝F(xiàn)今圖形顯示要實(shí)現(xiàn)流暢性，至少要達(dá)到600M、GHz級(jí)的處理速度，而且功耗還不能高。曾勁濤解釋道。

為何不跨界到軟件?

　　最近一些MCU公司在軟件方面投入較大，例如對(duì)外部軟件進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證，并推薦給客戶;或者干脆收購一些軟件與RTOS公司，親自給客戶做軟件工具，因?yàn)橥獠康能浖苍S不太可靠。NXP在硬件方面很投入，想跨界軟件嗎?

　　底層軟件應(yīng)該開源。Geoff Lees稱，以前他們?cè)徺I過一家MQX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)公司，效果不太理想。因?yàn)殚_源是發(fā)展趨勢(shì)，軟件應(yīng)該更多地投入在中間件和應(yīng)用層，比如各種各樣通訊的協(xié)議軟件、應(yīng)用軟件、圖形加速、聲音等軟件方面，而不是投資在底層軟件。因此，NXP投資在高層軟件和軟件服務(wù)商，例如直接跟客戶談可以給客戶做他們應(yīng)用層的軟件，幫助客戶解決他們應(yīng)用中的問題。

　　小結(jié)

　　此次發(fā)布會(huì)留給筆者的印象如下：

　　1.重視i.MX系列發(fā)展，因?yàn)榍度胧娇刂频娜藱C(jī)界面水平提升了。

　　2.為了降低功耗和成本，以及加入更多RF、模擬等功能，i.MX系列有必要采用FD-SOI工藝。

　　3.跨界處理器不僅性能提高，而且功耗和成本降下來了，因?yàn)闆]有采用閃存。筆者感慨，曾幾何時(shí)，嵌入越來越大的存儲(chǔ)是MCU的創(chuàng)新方向之一，今天NXP大幅削減存儲(chǔ)，很有顛覆性。

　　實(shí)際上，每家MCU廠商由于服務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域不同，都有自己的特點(diǎn)和發(fā)展道路，例如有的在無線連接集成度高，有的軟件做的安全可靠，有的圖形功能做得好;有的主打小家電，有的主打工業(yè)，各有千秋，不一而足。本文僅供大家交流參考。