EDN China > 其它文章 > 微处理器与DSP > 多媒体处理器 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

遭受挤压的16位处理器

Robert Cravotta?? EDN技术编辑?? 2007年05月22日 ?? 收藏0

  16位处理器同时遭受到来自8位和32位处理器的性能、价格与功耗夹击,16位处理器能否生存下去?
  要点
  更多嵌入系统设计正在继续采用8位和16位处理器。
  一些半导体公司正在认真工作,用较低端的32位器件取代16位处理器市场。
  正如8位和32位架构的不断发展一样,16位器件仍保持着竞争能力。
  较低成本和功耗将继续成为16位和32位处理器之间的差异化特征。
  16位处理器的优势在于它适合将功耗与数据密集处理或外设任务密集控制相结合的任何应用。
  16位架构的新兴机会是便携或分布式监控应用。


  

很多人早已预期的16位处理器末日正在向我们靠近。由于估计需求不足,2007 年 3 月 30 日是 Intel 接受 MCS51、MCS251、MCS96、80X18X、80X38X、80X486DXX 和 i960 处理器订单的最终日期;Intel 将在 2007 年 9 月 28 日最后交付这些器件(参考文献 1)。其它半导体公司 16位处理器的消亡似乎只是一个时间问题。难道 16位处理器注定要成为历史吗?

  很多人曾大肆宣扬的 8位处理器消亡并没有成为现实,现在似乎所有人

都认为8位处理器将继续在市场上占有一个牢靠的地位。8位处理器的市场并没有衰退,由于各种最小封装、最低功耗或最低成本器件都纷纷寻找到自己进入各种应用的方法(而几年前使用它们还是既不经济又缺乏技术可行性),8位处理器正在不断焕发出新的生命力。2006 年有两个调查,向嵌入系统设计者询问他们选择的处理器。虽然每个调查中处理器选择的百分比和分布有所不同,但每个调查都表明,设计中使用 8位和 16位处理器的数字正在上升(参考文献2和参考文献3)。

  很多高端 8位处理器正在增加与低端 16位处理器竞争的功能与性能,同样,低端 32位处理器也正在下降到 16位处理器的价格范围内,一些人认为这是对 16位架构长期生存的最大威胁。Tensilica 的战略营销经理 Steve Leibson 在去年给出了一个事实(参考文献 4)。其要点是,作为系统总成本的一部分,16位架构与 32位架构之间的价格差在继续缩小。同时指出,32位最终能实现所有 16位架构的功能,而系统成本差或硅片成本差接近于零。这一事实就是很多公司无休止地推销自己32位架构的关键,因为这些公司不提供 16位产品。

遭受挤压的16位处理器图示


  2006 年修订过的 EDN 微处理器指南列出了除 Intel 外能公开为公共工程社区提供16位微处理器或微控制器的有14家公司。EDN 的DSP指南也包括了很多16位DSP。虽然有些 16位产品的公司最近在自己的16位产品线上并没有公开的动作,但很多公司仍在继续投资16位产品,并继续推出16位产品系列。这些公司是否试图在一个濒临死亡的产品系列上下数百万美元的赌注,以榨取最后一点利润?什么是16位处理器的未来支点?

图1这是一个16位(a. 德州仪器公司供稿)和一个32位(b. NXP公司供稿)处理器的照片显示了处理器核和片上内存相对的硅片面积(相互未作比例换算)


  乍看来,8位和 32位处理器架构都在挤压 16位架构的空间。过去几年,8位处理器厂商的开发活动在复苏。过去曾有一篇关于 8位和 32位产品的文章,从价格、功能和封装尺寸各方面揭示了 8位处理器能最佳地覆盖低端嵌入应用的原因(参考文献 5)。该文章关注为何 8位处理器可以避开日益降低成本的 32位器件。本文将详细阐述去年文中提到的一些关键点(参考文献 6)。

  挤压

  8位和 32位处理器足以重叠和完全覆盖 16位处理器的最佳应用吗?为使 8位架构继续支持传统 8位设计正在扩大的需求,8位处理器制造商正在扩充 8位架构的功能与特性。值得一提的是扩展包括更大的可寻址内存映像,以及更高的时钟速率。虽然这些设备也许能够仿真 16位数据类型,但这样做会损失性能与能力,因为它们必须要对操作数的低字节和高字节依次完成多个级联运行,而 16位架构用单指令就能实现。16位处理器运行得更快,对于需要完成密集 16位算术任务的应用而言,其功耗一般也低于 8位器件。

  这种性能与功耗阻碍了对更宽数据类型的处理,是8位向 16位或 32位架构迁移的一种动力。这是使 32位处理器与 16位处理器竞争的重要转折点,也是所谓 16位器件已近夭折言论的中心。如果一个设计团队必须将其设计移植到一个新架构下,为什么不移植到一种在不久的将来需再次移植的风险极低的架构?这种情况下,对风险程度与再次移植成本的评估就成为一种决策折衷,以确定是否采用最佳的 16位实现,还是跳到有成长空间的一种够用的 32位实现。对于在 FPGA 中使用软核的设计者来说,选择是有限的(见附文“FPGA 的 16位选项”)。

  除了更复杂的控制功能以外,其它促使 8位传统设计移植到更高架构的推动力包括增加功能(尤其是网络连接功能);驱动更大显示器的要求;以及使用 RTOS(实时操作系统)作任务管理的要求。TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)网络栈需要相当大的内存空间,而 8位和 16位架构的 TCP/IP 栈资源则很少。CMX System 支持 8位和 16位系统的 TCP/IP 连网,但只支持最小的内存空间,这些栈省去了某些协议支持。对 32 位架构的 RTOS 支持要强于 16位,这主要是在 32位设备上实现的系统要更加复杂,并能从 RTOS 支持上获得更佳效果。


上一页1234下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

8位? 16位? 32位? 处理器?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈