電子發燒友網訊:芯片供應商清楚地知道,憑借著比預期還多的各種各樣的芯片投入,他們能夠滿足像IPOD、IPAD和筆記本移動市場等龐大的嵌入式市場需求。嵌入式在自動化、工業和醫療等行業的應用已經蓬勃發展起來,甚至在類似冰箱。洗凈器、微波爐等大型家電也應用到這方面的技術。嵌入式系統設計不但提供很多新穎的應用,同時還能夠減少了在尖端微控制器或微處理器方面的額外花費。嵌入式系統的大量芯片需求迫使硅供應商去做一個嵌入式市場策略。
嵌入式系統的設計有他們獨特的要求,UBM電子最近公布了2012度嵌入式市場調查,調查清楚地描述了設計師在芯片、工具和支持方面的要求。有五點是很有代表性的:
(1) 嵌入式設計師最關注的五個方面是芯片技術、投入市場所需的時間、設計和開發進程、全球市場和國內外的外包。
(2) 目前的嵌入式項目包括有一個微處理器或微控制器。兩個處理器或微控制器。又或者三到五個MPU或MCU。
(3) 2012年的調查顯示,其處理器的平均時鐘頻率是425MHZ,而2011年的是291MHZ。
(4) 那些在最近項目中用到相同處理器的調查對象和另外一些轉用新處理器的對象間有些分歧。
(5) 被訪對象深信圍繞著芯片(軟件、工具、支持)的生態系統比芯片本身更重要。德州儀器、飛思卡爾、Microchip、ARM、ATMEL的生態系統按順序排前幾位。然而在2012的調查里,在被調查對象下個項目考慮使用的處理器供應商里面,意法半導體排到第五位。與ATMEL處在同一水平。
在2011年,挑選處理器的最重要因素是軟件開發工具的可用性和芯片的性能。
在工業嵌入式倡導群體里,EVA堅持使用功能強大的、廉價的、低能耗的處理器。AMD、亞德諾、CEVA、飛思卡爾半導體、Intel、Maxim、Nvidia、TI和Xinlinx等成員把EVA當做一個包含設備和設計工作的平臺。EVA的創始人和Berkeley Design Technology Inc的董事長認為:處理器供應商開始關注EVA了。
在更多的傳統嵌入式系統設計路徑是如QNX等的實時操作系統,它一早聚焦在創造一個可以從低到高測量的實時軟件平臺,這可以使消費者根據自己的特殊需求更輕易地擴展。QNX的產品經理總監Grant Courville如此說。對于實時操作系統的供應商來說,和芯片供應商合作意味著可以盡可能達到更加多的應用層次。
Grant Courville說:用于連接到任何地方,任何東西的M2M設備在安全、保證和可靠性方面有很大的分歧。因此,M2M設備要在經驗證過的平臺搭建。
Courville 認為QNX是在和他們的生態系統拍檔親密合作,以達到推廣一個M2M2的全解決方案,包括全自動的無線升級和無線容量的明顯擴充。
現在咨詢了十個半導體供應商去詳細說明他們的嵌入式策略。
我們接觸半導體處理反映出我們消費者需要去實施一個信號連。我們定義一個信號鏈為從獲得信號到調節、轉換和數字信號處理或者反方向的創造路徑。
在許多影響信號鏈設計的趨勢間,我們發現大部分的消費者正在尋找更高度集成的數字信號處理元器件,因為這在提高生產量、精確度、延時和電源效率的同時會降低下游主控和應用處理器的負擔。這些元器件必須做到滿足特殊信號處理之外的更大的挑戰。它們同時需要高效的性能和功能空間,這樣消費者就可以執行獨特的算法和有差異的平臺。
考慮到集成信號處理芯片已經將多種功能和嵌入式智能結合在一起,我們在其易用性、可編程性和可配置方面也應該有所注重。
美國模擬器件公司嵌入式的策略是務必對重要的終端市場所興起的新興應用需求有深入的了解。
例如在汽車行業,由于嵌入式視覺系統這么一個關鍵技術的發展,人們逐漸注重提高駕駛員和步行人員的安全。我們和汽車制造者在駕駛輔助系統的合作的成果就是我們研發出了雙核的Blackfin ADSP-BF609.
最新的DSP的特點是具有實時視頻分析功能,這和車道偏離警示系統和和碰撞檢測系統都是為多重的汽車安全應用而設計的。
我們最新的Blackfin處理器 也允許美國模擬器件的產品兼容其他行業的嵌入式視覺應用,例如工業和安保業等。這類型的應用領域需要去整合其識別特性,就如汽車牌照檢測和人口統計功能整合到監督攝像機或者支持工業成像設備中的HD視頻處理一樣。
我們類似嵌入式設計的另一個實例就是工作在ISM頻段的低功率無線電接發器ADF7023,它支持高精度測量和無線傳感網絡等廣泛的應用。
為了給這些應用提供必要的靈活性,這些SOC都嵌入了一個帶有自定義、數字通信和高性能RF接發器的微控制器。
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——Daniel Leibholz(亞德諾處理器和數字信號處理產品和技術部副總經理)
ARM:一切都包含在我們的開發系統之中
嵌入式應用存在我們的周圍,在家居,汽車,工廠和醫院里都有他們的身影。ARM的目標就是通過授權給更多智能的關聯嵌入式產品去提高能源效率、安全性和生活質量。但為了達到這個目標,還需要緊密聯合其開發系統去支持嵌入式設備。
ARM與900多個合作伙伴合力研發出涵括整個嵌入式世界的方案并將其投入市場。我們主要為從傳感器到用戶界面等一系列應用設備提供標準的架構。這意味著我們的制造商在項目進展中必須簡化其開發和重用代碼,這樣就能加快創新和加速,使我們向下一代的連接嵌入式設備的發展。
增強終端應用的智能性所帶來的效益是多樣化同時也是深遠的。例如,家庭中的空調,冰箱和其他各種各樣的電動設備的耗電量站了全球電力消耗的46%。但如果我們采用基于ARM的數字電機控制方案,就可以明顯提高電機的效率和減少電能消耗。
ARM公司的更高性能和更長電池壽命的Cortex-X逐漸取代了以前的8位和16位MCU,例如,最新的超低功耗的,并且能連接到電池供電傳感器的Cortex-M0+可以應用在建筑、橋梁和醫療傳感器方面。這樣的話,建筑物和人類的健康能夠做到遠程的低成本監控。
ARM的Cortex-R授權給最新型的安保類MCU,這類MCU是基于IEC61509和ISO26262標準為安全檢測工業和汽車應用設計的。同時ARM的Cortex-A嵌入式電腦降低了人機接口的成本和功率損耗,這樣就會使家用設備,工業和醫療設備更加高效率和更加容易操作。
— Gary Atkinson(ARM嵌入式市場主管)
Conexant:我們的嵌入式目標是音頻DSP
最近這幾年,全球的智能手機和其他個人娛樂設備有了爆發式增長。這些設備嵌入了一些以前在臺式機聞所未聞的處理功能。
這個演變轉而顯著提高了消費者在設備功能和質量方面的追求。使用者不會再忍受通話帶有噪音的手機和不理想的音樂重放。他們希望手機能夠過濾掉通話中產生的環境噪音,同時他們也希望音樂重放的聲音質量能夠比得上之前只有昂貴高保真設備才有的音色。
Conexant 通過發展提高其音頻產品線的復合數字信號處理能力去滿足上述需求。其最近發布的CX20505,集成了兩個可編程的CAPE音頻DSP。其中每一個都工作在200MHZ,同時具有雙通道的MAC單元和復雜的尋址能力,這款DSP同時帶有若干的音頻信號接口和擴展。
這就允許許多的嵌入式應用設備去進行復雜的信號處理。例如,一個USB耳機應該包含一個7.1源信號全解碼,接下來就會有一個環繞立體聲展現在耳機里。同樣一個智能電視聲音輸入子系統也可以通過CX20805的復合信號分離技術去隔離單個揚聲器,這樣的話就可以提高語音辨別功能或者跟輕易的使Skype通話過程中的談話更清晰。
數字視頻攝影機也可以用這個設備提供縮放功能,以便更容易的獲得來自不同視角的聲音,這樣的話電機等的噪音可以從這個變焦鏡頭過濾掉。同時也可以過濾掉手機用戶通話過程中的環境噪音。這個方案同時可以通過指定某些信號為非聲音信號來降低媒介的運輸負載。
Conexant為目標應用提供全系列算法支持。除此之外,消費者可以通過Conexant的編譯器添加他們自己的算法和控制。在設計CAPE DSP的時候,Conexant的工程師專注于研發一個能支持大部分C編寫的高效率DSP的編譯代碼,并且很少用到宏命令和內部函數,這樣就會使開發者能夠快速實現復雜DSP算法,并且可以更有效的掌控它。從目前復雜的音頻特性看來,縮短開發周期,減少潛在的錯誤是公司保持競爭力的基本出發點。
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——Sverrir Olafsson(Conexant工程部的副總經理)
飛思卡爾半導體:四個應用定義嵌入式方向
我們的愿景是成為嵌入式行業的領導者,而不僅僅是杰出的半導體、傳感器、控制器、軟件和開發系統的產品、工具和系統方案供應者。
我們是一個全球領先的嵌入式處理方案的提供商,我們提高的產品推動世界級的工程和耗資數十億研發的市場發展。我們把上升中的嵌入式市場作為重點對象。我們的技術是創新的基礎,這些會使我們的世界變得低耗,安全,健康和連接更緊密。我們把著重關注在四個領域:汽車、網絡、工業、消費行業。我們逐漸放棄如PC和存儲器等非真正的嵌入式行業。
這四個備受關注的市場正在經受改變,而嵌入式技術在當中起著直接和基本的影響。我們的附加值存在于那些多樣技術的結合處。而這也會共同推動嵌入式處理的發展:低功耗,低價格,多芯,聯網,顯示,可觸摸,安全,可擴展和可編程的智能化設備。以上不僅包括了傳感功能,同時也覆蓋了大部分的嵌入式架構。
就拿汽車行業來說,我們通過提供無源和有源的安全技術來達到零災禍和零排放這個共同目標,我們同時也能使駕駛更安全和更靈活,同時使汽車更加節能。對網絡而言,在移動和視頻方面的顯著增加使網絡拓撲結構發生了根本性的轉變,這同時這使我們在下一代無線基礎設施的設計重點集中在如云計算和小型基站等領域。在工業市場,由于嵌入式硬件,軟件和M2M的相互關聯,能源效率需求將繼續推進小型能源技術和便攜式醫療設備的擴展和采用。基于飛思卡爾嵌入式技術的平板應用從消費型的智能設備已經擴大到汽車,應用,和其他市場,使這個世界的連接更緊密。
飛思卡爾將開發板、可擴展性、嵌入式處理器、純粹的半導體設備和軟件整合在一起去提供高集成度的平臺式解決方案具有很大的用戶價值,簡化了開發周期和縮短了投入市場所需的時間。
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——Brad Johnson(飛思卡爾策略和企業改革部高級副總經理)
微芯科技:擴大核心競爭力
微處理器從應用,處理能力,架構和ASIC、SoC等其他半導體產品這一路走來取得了很大的進展,微處理器價格的大跌引致了大應用的大爆發,通過新方式可以使產品變得更智能化。
微芯的嵌入式策略是通過擴大其在微處理器、模擬、儲存,無線設備、開發環境和技術支持等方面的核心優勢去推動應用需要。同時通過關注幾個上升的領域和在嵌入式市場主動去設計來夯實基礎。
為了幫嵌入式工程師縮短其開發時間,微芯不但提供晶片,同時提供一個包括編譯器,IDE,調試器,實時操作系統,圖形工具,外圍設計和代碼庫在內的完全開發工具系統。
現在的消費者有傾向于使用不占空間的小型設計的趨勢,因此微芯用極小的QFN封裝和可按尺寸選擇的新品去滿足這個需求。
用戶界面迅速的從把手,按鈕轉變為觸摸感應,這從美學觀點看來很不錯,同時這個也很持久耐用和容易操作。微芯已經建立了豐富的觸摸方案組合,而其中的大部分利用其微控制器原本就有的功能去實現這個轉變的。
同樣就是嵌入式顯示也從之前的LED演變為點陣直到現在的LCD。對設計者來說,最大的挑戰是在降低必須的顯示亮度,對比度,大小,和可視角的LCD所產生的成本。而微芯的MCU通過嵌入的圖像處理器和加速器去整合簡單的外圍接口到大顯示上面來滿足這個需求。
為了在處理不間斷的驅動中獲得更長的電池壽命,我們的MCU擁有能夠低到毫安電流的低功耗的模式,以使電池壽命最大化。除此之外,在能耗的所有方面都有重要的關注,如測量,守恒和能效。微芯的MCU、DSC數字控制電機、電源供給和亮度從根本上提高了效率。我們提供多種的混合信號和模擬設備去使效率測量和檢測更加便利。
嵌入式設計通過USB、以太網、CAN總線、LIN、紅外以及如ZigBee、WIFI和未經許可的GHZ以下頻段的RF等有線無線連接協議去增加和其他系統的關聯性。
許多用戶轉移到如汽車和工業等高壓和高效率的市場,微芯提供工作在40V、60V甚至更高瞬態電壓的MCU。
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——Steve Sanghi(微芯的名譽主席)
美高森美:高可靠性的自定義
高森美致力于包括工業,醫療,通訊,軍事和商業航空電子設備等工業市場的嵌入式應用。我們提供有利的低功耗,高可靠性和安全性的開發板組合解決方案。
我們的自定義片上系統SmartFusion是唯一一個能將ARM Corteex-M3微控制器和FPGA結合在一起的設備。這個系統在嵌入式應用領域廣泛使用,它同時提供唯一能夠增強傳統硬件的外圍設備和加速器的微控制器級別處理器。在普通應用中,影響其功能的是系統管理,電機控制,逆變器和人機接口。我們的嵌入式策略是建立一個靈活的平臺,使客戶可以設計不同的產品和快速將其投入市場。
對美高森美的嵌入式應用產品來說,可靠性是其一個主要特性。美高森美FPGA不受由大氣層帶電粒子引起的SEU破壞干擾的影響,這對安全檢測應用尤其重要。企業網和計算部件同樣也需要很高的可靠性。
美高森美在嵌入式安全應用方面具有領導地位,安全是金融和軍事器件的基礎。我們擁有的硬件和軟件技術可以建立保護無論是靜止或傳輸過程中前沿信息安全的基站。
當那些可靠的、安全的、低功耗的和靈活的處理功能與前沿器件結合到一起去完成一個完整嵌入式方案分,我們的客戶會透過這些技術和解決方案去制造出迎合我們目標市場的產品。
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——Paul Ekas(美高森美SOC事業部的市場總監)
瑞薩:智能的端對端質量控制
對大部分的公司來說,一個典型的嵌入式MCU策略是通過描述CPU,客戶支持,第三方合作和經常使用的數字和模擬外圍設備的集成等優點去兜售他們的硬件和軟件。
瑞薩的嵌入式策略則與眾不同,我們的策略是去建立一個社區,在那里人們很安全、健康。同時有著高生產率和效率。目前,世界上30%的MCU是由瑞薩生產的,
我們們開發的產品傳承著高質量、低功耗、長期供應、實時處理和高集成度等多方面的優點。我們是大型的垂直式集成半導體制造商之一,我們的產品從CMOS加工,IP和芯片等的內部設計到生再產到售后支持都是我們公司獨自完成的。我們的端對端品質控制可以維護一個完整過剩和長期的產品線網絡。
瑞薩的嵌入式設計方法是以質量和創新為其出發點。由于CPU的閉鎖,高速存儲和內部半導體處理的數模功能,我們可以獲得超低功率。通過內部研發的高速嵌入式flash和100MHZ以上的CPU核,我們可以得到高性能和多功能的差貨品,同時能夠傳遞實時預見和低延時的回應。我們將會用這些技術去搭建一個易于設計的平臺,在其中包含了不同的嵌入式儲存和對客戶之前的軟件沒影響的程序包。假設每日生產多于1000萬個MCU,那么其低功耗、高集成度和多功能產生的社會效益是廣泛的。
瑞薩嵌入式策略是通過利用我們的產品去創建更美好的生活,同時傳遞適用的多功能組合和設計生出能夠快速采用和長期供應的的軟硬件。最后,我們的嵌入式方案幫助實現“生活息息相關產品的智能化。”
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——Peter Carbon(瑞薩電子美國市場部的副總經理)
意法半導體:應用可重復使用的架構
意法半導體運用一個普通SOC架構去使重復使用更簡單和快研發過程更快,他們同時開發了一個高集成度和嵌入式的產品來盡量減少重復的工作。
意法在發展其嵌入式策略時考慮到兩個爭議性的要求:
(1)快速的軟件開發的能力
(2)開發從架構建模向硅晶體的轉變過程要平穩過渡。
嵌入式介入的結果是集中在一個可重復使用的虛擬平臺環境,這能夠支持包括TLM模式的模擬和RTL仿真模式在內的多樣化設計實施。
對于任何嵌入式策略來說,其中一個最大的挑戰是硬件執行性能。仿真是這類型嵌入式策略的一個關鍵部分,因為它具有可以控制兆赫性能的水平。
在發展進程的早期,仿真可以實現那些沒有TLM模式架構的探索和某些基于軟件的早期性能和功耗。隨著SOC硬件的發展,更多的TLM可以被RTL代替。同時,軟件會被硬件驗證。
仿真清除了硬件和軟件開發團隊之間的障礙。隨著軟件開始在現代的SOC發展中占領了中心舞臺,硬件和軟件隊伍現在必須緊密合作去實現系統。
就意法半導體的仿真驅動嵌入式策略看來,硬件隊伍持續更新軟件常用的模型,同時這些隊伍在研發過程中相互影響,最后開發出更高質量的產品。
就這點而言,意法利用EVE’S ZeBu仿真系統及其處理和記憶模式,在3D和高級視頻解碼技術的開發中進行虛擬原型測試。
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——Laurent Ducousso and Lauro Rizzatti
泰思立達:嵌入式的本身驅動我們前進
“你的嵌入式策略”這種問法就是把嵌入式策略從根本上假設為不同于其他的電子系統策略。但這個假設是錯誤的,同時這種錯誤會日益加深。就好像我們如何區分智能手機、平板電腦和超級移動設備呢?我們怎樣定義從電話和云分割出來的應用這類問題。
因此我會以一個更有效的方法定義嵌入式:例如能源或價格靈活的軟硬件系統。然后這個問題會便成為“你關于那些具有靈活能源和價格的軟硬件系統的策略是什么?”
泰思立達的方法分成三個部分:
第一部分是使最優化和最專業化的處理器開發變得更簡單、更便宜和更完善。
從以往看來,處理器的開發是相當緩慢和昂貴,并且每一個處理器的設計都只是為不同的應用范圍服務。然而當處理器的更新換代變得更加簡單的時候,每一個處理器可以更單一和快捷的為目標應用服務。
在泰思立達,我們提供過處理器一般提高10到20倍效率,而那些專業設計的處理器的效率相對于普通處理器甚至可以提升一百倍效率。
第二部分是為每個處理器提供豐富的軟件環境 ,使軟件開發者在軟件開發過程中的編譯、調試、模擬、仿形和系統操作更加快捷和可靠。
第三,我們為通信和多媒體領域,尤其是無線基帶、音頻和視圖等領域設計和提供軟硬件模塊。我們同樣有一個附帶有額外的軟件包、系統技巧和子系統的開發板,這在基帶和多媒體領域尤其突出。
泰思立達目前已經授權了大約兩百間公司,我們的處理器出貨量也超過了10億顆,我們專注在廣泛終端市場的大容量SOC應用,在這些市場內我們的客戶憑借一流的能源效率、生產能力和成熟的軟件獲得了巨大的成功。
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——Chirs Rowen(泰思立達的建立者和CTO)
德州儀器:令世界更智能,環保,安全,健康和更有趣
如果我們的客戶有想法,我們的技術可以將其變成可能。
就復雜的系統而言,在一開始的時候,芯片是非常重要的。但到了最后,我們的嵌入式處理有三個優勢:
(1)廣泛的處理器系列
(2)開發系統的軟件開發套件,這可以使我們的客戶迅速將產品投入市場
(3)充足的模擬和連接產品保證解決方案的最優化。
我們的嵌入式產品系列可以滿足任何設計師的需要,我們同時提供可擴展的微控制器、基于ARM的處理器和DSP。
TI 憑借著其一系列專有的和工業標準的核占據了大部分市場。其巧妙的設計不僅體現在TI的最新的“金剛狼”微控制器平臺上,同時體現在應用在無線基站和超級計算的高性能多核處理器上,這款處理器是基于Keystone架構制造的。
TI的OMAP應用處理器非常適用于移動和連接計算、機器人學和云計算等高能耗的應用。其實時信號處理器能夠滿足客戶對于視頻和工業應用程序方面的廣泛需求。在2012年,TI紀念其DSP創新的三十周年。
軟件已成為客戶設計過程中的重要一部分,TI憑借著廣泛的軟件系列、單一的IDE和CCstudio對其所有系列的產品提供技術支持,其中涵蓋了TI嵌入式處理器全系列。IDE提供一個普通的接口給設計師去檢測其系列產品,這能夠明顯減少開發時間,也不需要去學習多種的接口技術。
如果開發者不能從TI的產品中找到滿足其設計需求的產品,TI的設計網絡系統平臺會提供從特殊硬件應用模塊到實時操作系統中的任何需要的支持。
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——Brian Crutcher(德州儀器嵌入式處理器部門的高級副總經理)
——電子發燒友網版權所有,轉載請注明出處!
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