處理器:跨界來的太快,就像龍卷風(fēng),我還來不及接受
微控制單元(Microcontroller Unit;MCU) ,又稱單片微型計算機(Single Chip Microcomputer )或者單片機,是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減,并將內(nèi)存(memory)、計數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口,甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上,形成芯片級的計算機,為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。很多企業(yè)已經(jīng)并不滿足單一主打產(chǎn)品的經(jīng)營模式,都在尋找更好的產(chǎn)品,嘗試新鮮的東西,我們最常聽說的就是,百度造車。而近日,芯片領(lǐng)域的企業(yè)也不甘示弱,也都紛紛的來跨界,但是,并不是跨界造車哦。最近NXP就推出了一款跨界處理器。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201807/384519.htm處理器的跨界是怎么玩的呢?NXP資深副總裁兼微控制器業(yè)務(wù)線總經(jīng)理GEOFF LEES介紹了這個跨界的過程。
NXP資深副總裁兼微控制器業(yè)務(wù)線總經(jīng)理GEOFF LEES
緣 起
自從1986年進(jìn)入中國市場,NXP的MCU和應(yīng)用處理器很大一部分都是在中國設(shè)計生產(chǎn)的,因為NXP有50%的市場在中國。GEOFF介紹,中國的嵌入式市場在過去3~5年里增長非常迅速,并且預(yù)計在未來的3~5年里,增長勢頭依然強勁,5年內(nèi)的市場份額增長了1.6倍,是全球市場增長速度的2倍,這些都源于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展。比如NXP KE1系列,是針對中國的家電和工業(yè)應(yīng)用研發(fā)的,主要解決抗干擾和抗靜電問題,現(xiàn)在此產(chǎn)品已經(jīng)推廣到全球;i.MX 6ULL和6SLL系列產(chǎn)品在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場口碑極好。
但是隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷發(fā)展,對處理器的功能要求也越來越高,例如人工智能、機器學(xué)習(xí)、無人駕駛等,要求處理能力越來越強、功耗越來越低、體積越來越小,總之,就是希望體積和功耗要向MCU看齊,處理能力要向MPU看齊,客戶提出如此苛刻的要求,NXP的中國工程師就開始了研發(fā)之路。
面 市
經(jīng)過NXP中國工程師的努力,這款跨界處理器終于面市,NXP給它冠名為i.MX RT系列,其采用FD-SOI技術(shù),GEOFF解釋這款跨界處理器選用FD-SOI技術(shù)的原因有兩個:第一個原因是隨著晶片技術(shù)的發(fā)展,成本和復(fù)雜度已經(jīng)越來越高,所以需要利用市場上已經(jīng)有的28 nm的生產(chǎn)設(shè)備;另一方面現(xiàn)在的需求多種多樣,例如有的應(yīng)用對模擬性能要求高,有的對RF要求高,有的對功耗要求高,有的要求快速喚醒,有的需要可以和網(wǎng)絡(luò)或者云進(jìn)行通信,總之應(yīng)用五花八門,F(xiàn)D-SOI技術(shù)可以滿足,NXP認(rèn)為這是非常好的一個芯片技術(shù),現(xiàn)在公司在微控制器、微處理器和物聯(lián)網(wǎng)方面投資的50%都是基于FD-SOI技術(shù)的,未來還會有更多的處理器采用此技術(shù)。
i.MX RT處理器基于Cortex-M7內(nèi)核,主頻為600 MHz,此芯片上可以運行實時操作系統(tǒng),既融合了MCU設(shè)計簡單、快速量產(chǎn)、產(chǎn)品迅速上市的特性,又可以擁有運行安卓或者Linux系統(tǒng)的微處理器的性能。在現(xiàn)場展示的Demo,是NXP在上海的工程師用了三天時間做出來了的,為什么可以這么快呢?因為雖然i.MX RT的性能非常高,但是其仍然采用了MCU的應(yīng)用架構(gòu),并且開發(fā)工具、開發(fā)軟件、生態(tài)環(huán)境也都跟MCU的一樣。
這就是工程師三天開發(fā)出來的板子
在講到為什么i.MX RT選擇了Cortex-M內(nèi)核,而不是Cortex-R內(nèi)核,GEOFF這樣解釋:因為Cortex-R內(nèi)核是比較復(fù)雜的核,只有在汽車等安全要求比較高的應(yīng)用中,Cortex-R內(nèi)核才能顯示出它的優(yōu)勢。而Cortex-M內(nèi)核在性能上跟R是一樣的,在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,Cortex-A肯定比Cortex-R具備更寬廣的市場,未來也會有更多針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的處理器選擇Cortex-M內(nèi)核。
現(xiàn)在已經(jīng)量產(chǎn)的i.MX RT1050跨界處理器的價格不到3美元,據(jù)NXP半導(dǎo)體微控制器產(chǎn)品線全球資深產(chǎn)品經(jīng)理曾勁濤介紹,NXP在未來幾年還會繼續(xù)推出此系列其他產(chǎn)品,有的會提高性能,有的會降低價格,總之,這個系列產(chǎn)品未來會非常豐富。筆者覺得,NXP這是要把跨界玩到底的節(jié)奏啊!
MCU都能玩出跨界,這就是NXP面對物聯(lián)網(wǎng)這個大市場玩出的新花樣!
補充知識點:FD-SOI技術(shù)
FD-SOI(全耗盡型絕緣層上硅)技術(shù)是一種新的工藝技術(shù),有望成為30 nm以下技術(shù)節(jié)點中成本效益最高的制造工藝。如果采用28納米技術(shù)制作一顆晶片,在相同的選件和金屬層條件下,F(xiàn)D-SOI需要38個掩模,而某些基板CMOS則需要多達(dá)50個掩模。FD-SOI縮減制造工序15%,縮短交貨期10%,這兩大優(yōu)點可大幅降低成本。此外,采用FD-SOI工藝制造的芯片在功耗上可以大幅降低,還可以縮小面積、節(jié)約成本。與FinFET技術(shù)相比,F(xiàn)D-SOI的優(yōu)勢更加明顯。FD-SOI向后兼容傳統(tǒng)的成熟的基板CMOS工藝。因此,工程師開發(fā)下一代產(chǎn)品時可沿用現(xiàn)存開發(fā)工具和設(shè)計方法,而且將現(xiàn)有300 mm晶片制造廠改造成FD-SOI晶片生產(chǎn)線十分容易,因為大多數(shù)設(shè)備可以重新再用。
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