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MCU内核之争升级 三大嵌入式领域比拼新技术

2011年11月21日 ?? 收藏0
高交会电子展同期系列活动——由创意时代主办的第三届MCU技术创新与嵌入式应用大会(MCU!MCU!2011)在深圳隆重召开。本次大会聚集了ST、飞思卡尔、ARM、富士通、MIPS、芯唐、TI等业内众多知名厂商就MCU创新技术与应用与众多专业听众一齐分享。此外,还有来自中国软件行业协会嵌入式系统分会、亚研信息咨询、浙江大学、华南理工大学、威盛、TCL、瞻营全电子、华北工控等多名专家就当前热门应用市场进行了展望与分析。本届大会除了演讲嘉宾的阵容更加强大之外,还特别针对热点市场设立了“家用电器/智能家居”、“人机界面/IPC”、“电机控制”三个分论坛,在演讲内容上更加细分、专业。除了精彩的演讲,金凯博、力源、日图科技、世强电讯、Alisn、昊伦等相关厂商还展出了各自在MCU与嵌入式应用领域最新技术与产品。

内核之争升级,Cortex-M4成为ARM军新战场

去年还是ARM Cortex-M3的战场,今年的战场已升级为Cortex-M4。继飞思卡尔、NXP分别在去年8月、11月推出基于ARM Cortex-M4内核的微控制器产品之后,ST、TI在今年9月也相继发布相应产品,加剧了32位MCU市场的竞争局势。在本次论坛中,飞思卡尔、ST都各自推介了基于Cortex-M4内核的MCU,使Cortex-M4市场争夺战再度升级。

飞思卡尔由于错失Cortex-M3市场,在Cortex-M4市场中博得先机,早在2010年8月发布了基于Cortex-M4 Kinetis系列产品。飞思卡尔资深全球产品经理陈丽华在演讲中表示,飞思卡尔Kinetis系列产品是业界首款基于ARM Cortex-M4的MCU,它是一个包含200多个不同特性的可相互兼容和扩展的芯片组。K50微控制器系列为连续监测提供多种连接选项,并为便携式医疗设备、仪器仪表和工业测试和测量设备等应用领域的可靠模拟信号处理提供集成测量引擎。Kinetis K50系列已纳入飞思卡尔产品长期供货计划,保证至少15年的稳定供应。

ST微控制器市场部经理曹锦东则以“最高性能”定义了ST基于Cortex-M4内核的系列产品STM32 F4,因为它高达168MHz的主频,以及在此主频工作下的CoreMark基准测试功耗为38.6mA。“STM32系列是基于ARM-M内核的32位MCU中做得最成功的,售出的基于Cortex- M内核微控制器中,几乎每两颗中就有一颗是STM32。”曹锦东说道,“STM32产品适合各种应用领域,包括医疗、销售终端设备(POS)、建筑安全系统和工厂自动化、家庭娱乐等。此外,ST正在利用新的STM32 F4系列进一步拓宽应用范围。”

MIPS与X86各具优势,生态环境成决胜关键

无论是“业界首家”,还是“最高性能”,半导体巨头们均各取所长,只为在Cortex-M4市场中多分一杯羹。对于ARM内核市场如火如荼的增长趋势,MIPS中国区市场总监费浙平则表示:“ARM虽然最为流行,但ARM Cortex M系列处理器的指令集和结构体系互不兼容,‘会ARM’ 其实只是会‘ARM工具’。”另外,他用一组美国MCU市场的数据重新介绍了MCU内核市场的格局,在数据中显示基于MIPS内核的Microchip32位PIC MCU占据28%的市场份额居于榜首。费浙平说道:“从数据中可以看出,非ARM也可以非常有战斗力。”

MCU内核之争升级 三大嵌入式领域比拼新技术
MCU内核之争升级 三大嵌入式领域比拼新技术
(来源:EDN)

虽然ARM 嵌入式应用市场经理耿立锋公布的另一份调查问卷结果不太相同,但都可以看出:在MCU领域,各种架构与内核依然具有各自的优势与市场。其中特别值得关注的是,借助英特尔ATOM系列和威盛的Nano产品,X86架构处理器也开始向低功耗的市场发起冲击,在本次MCU!MCU!大会的IPC/人机界面分论坛上,威盛、昭营、华北工控等X86阵营企业也都带来了微型化嵌入式平台相关产品和技术,X86架构产品的计算能力具有优势,克服功耗问题后将成为嵌入式领域的一匹黑马。

不过,无论是基于ARM、MIPS、X86或其它内核,在大会中大家都提到了一个共识:嵌入式开发方式正在演变,生态环境的建设成为决胜关键。其中架构细节正日渐变得不再重要,汇编级编程比重也会下降,最低层优化需针对具体芯片;而开发环境变得更重要,芯片公司的服务也越来越关键。

多屏互动技术引航智能家居时代

2011年被称为智能元年,各智能产品都呈高倍数增长。除了智能手机、智能电视以外,智能化也延伸到冰箱、空调、洗衣机等家电产品中,智能家电已成为大势所趋。亚研信息咨询研究经理崔晶表示:“智能时代到来,厂商不再是终端产品的制造者,而是软硬件的结合体,单一专业性厂商的出路将越来越窄,综合性家电厂商才有出路。云端服务和物联网服务也是厂商未来竞争的重点所在。”

TCL作为家电行业的领军者,该集团工业研究院副总工程师朱昌昌在本次会议上以智能电视为例,与听众探讨了智能家电的发展方向。朱昌昌表示,中国的智能电视将在2015年超过传统电视,占市场份额的54%。智能电视还将促进人机交互技术的发展,包括人脸识别技术、手势控制等。朱昌昌还提出了一个“多屏互动”的概念,即电视、手机、电脑以及平板电脑之间的信息互动,“目前通讯协议还不能兼容,没有统一的标准,包括Samsung、LG、TCL等公司都有推出了不同的解决方案,用户体验也还有待改进,这是未来的一大趋势。”

MCU内核之争升级 三大嵌入式领域比拼新技术
MCU内核之争升级 三大嵌入式领域比拼新技术
(来源:EDN)

针对智能家电领域,芯唐电子科技(香港)有限公司总经理罗至圣介绍了Nano100/Nano120产品的无线应用技术,其具备高速双向通信、标准化命令、空中更新程序功能、防干扰机制、一对多控制等特性。可应用在智能电视遥控器、空中鼠标、无线麦克风、无线游戏机等领域。未来的家电除了更加智能以外,节能环保也是一个重要趋势。富士通市场部经理彭涛则针对节能家电应用提出了太阳能逆变方案以及太阳能充电方案。

微型化是嵌入式计算平台的必然趋势

近年来,由于无线网络、智能家电、汽车以及医疗等电子行业的发展,嵌入式电脑也在各领域中发生翻天覆地的变化,而X86架构一直在嵌入式计算机中扮演着最重要的角色。在现有X86架构的嵌入式平台中,以英特尔的ATOM系列、AMD的Geode LX系列以及威盛的Nano系列产品三分天下。

威盛中国区业务总监王胜指出微型化是嵌入式计算平台的必然趋势:“微型化除了尺寸的微型化,还包括功耗和污染的微型化,它需要开发商综合掌握和运用超低功耗处理器技术、高集成的系统和显示等核心芯片技术、多层电路板设计和散热技术、电源管理和核心软件设计技术等方能实现。”

瞻营全电子则发表了最新一代专为自动化、机械控制、机器人产业而研发之高集成SoC处理器Vortex86 SoC。瞻营全电子副总经理邱英祯表示保证该产品十年供货周期。

华北工控作为嵌入式电脑行业领军,同时也是X86架构的拥趸,其资深技术专家王青国在演讲时介绍了基于X86架构嵌入式电脑的市场现状:“2010年X86架构的嵌入式市场比2009年的X86架构的嵌入式市场增长了10%,充分说明了X86架构的嵌入式市场前景在持续快速增长中。”

电机行业面临效能提升转折点

随着“智能环保”、“节能低碳”等问题越来越受到人们的重视,电机行业也到了必须提升效率的转折点,从而对电机控制及驱动要求的精度也越来越高。TI张万凌针对旋转电机提出了更智能、更安全、更绿色的解决方案。

华南理工大学杨向宇教授在演讲中介绍了稀土永磁电机及其驱动控制系统。稀土永磁电机的运行原理虽与电励磁同步电动机相同,但它以永磁体替代励磁绕组励磁,具有结构简单,运行可靠;体积小,质量轻;损耗小,效率高;电机的形状和尺寸灵活多样等显著优点。不仅可以部分替代传统的电励磁电机,还可以实现电励磁电机难以达到的高性能。

虽然稀土永磁电机是一种全新技术,但其市场还处于培育之中,推广应用面临不少困难:一是社会认知度不高,大多数用户对该技术不了解;二是标准规范滞后。杨向宇表示,目前在国防、工农业生产和日常生活等领域中,稀土永磁电机与电力电子技术和微电子控制技术相结合制造出各种性能优异的机电一体化产品,已逐步替代一些传统的电励磁电机。

浙江大学电机及其控制研究所副所长陈阳生教授则与在会听众交流了交流伺服驱动技术及其发展趋势。该技术可应用于工业、军事等领域,具备高效率、力矩大、功率因素高等特点,但相对价格也比较昂贵。


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