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Cortex-M大家谈:繁花似锦为大势所趋

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中心议题
    *Cortex-M构架及其发展趋势

2010年的ARM Cortex微处理器产品阵营越发热闹了。先是传统微处理器领域巨鳄德州仪器和飞思卡尔宣布推出或者支持基于ARM Cortex构架的系列产品,后又传出一直以来以坚挺保守著称的日本半导体企业,如富士通半导体,瑞萨等转投ARM Cortex……而那些早一步部署该技术领域的厂商,更是消息不断----11月初恩智浦推出基于Cortex-M4和-M0构架的非对称多核MCU讯息,同月,意法半导体也不甘落后的公布了自己的Cortex-M战略新计划----扩展基于ARM Cortex-M处理器架构的32位STM32系列微控制器产品,加入采用ARM Cortex-M4和Corte-M0架构的新型微控制器系列。此外,爱特梅尔,三星电子等厂商出新的速度也从没有放缓过。

这是一个众家厂商激烈角逐的领域,为什么会选择采用该项技术?如何与竞争对手进行PK?怎样解决和自由专利构架MCU之间的市场重叠问题?如何看待后市……这些是在琳琅满足的 Cortex-M微处理器中进行抉择的消费者的问题,也是与非网记者关注的话题。本期专题我们就通过采访飞思卡尔,德州仪器,意法半导体,恩智浦,富士通,爱特梅尔,ARM等公司相关负责人为大家揭示这些纷繁复杂的竞争与特点,设计与潜力之间的问题。

为什么选择Cortex-M构架?

不管是出自上述哪个阵营,这个是在所有受访嘉宾中得到的回答最一致的问题。飞思卡尔工业与多元市场微控制器部全球产品经理刘素艳说,从已经拥有的包括8位(R)S08架构,16位S12(X)和DSC架构,32位ColdFire(+)以及Power Architecture等完善MCU产品链路跨越到Cortex-M微处理器领域最大的原因是为了满足客户不断增长的消费需求。“不断壮大的ARM MCU供应商阵营,使得ARM MCU产品越来越丰富,基于ARM的硬件软件生态系统日益成熟。原有采用飞思卡尔自主构架的厂商也面临向Cortex-M构架转移的问题,推出Cortex-M构架微处理器就是为了满足这部分客户的需求。”

日系厂商富士通半导体(上海)有限公司市场部 MCU 产品经理彭涛也表示选择开发以 Cortex-M3 为内核的通用 MCU,主要是为了适应市场需求和便利客户而开发。他说,从 1998 年起,富士通半导体便开始采用ARM内核进行研发,如ARM7,ARM9和ARM11。不过主要应用在 ASSP 和 SoC 产品上。“作为一个全球化通用化的 32 位 MCU 内核,Cortex-M 系列与 ARM7 内核相比较在性能、功耗和成本上都得到了进一步的提升,使得它更适应在微控制器领域应用。所以2010 年 10 月,我们发布了 44 款基于 ARM Cortex-M3 的FM3 产品,现阶段目标客户已经处于设计阶段。”


富士通半导体基于 ARM 构架的MCU产品


爱特梅尔,意法半导体,恩智浦等前期已经开始基于Cortex-M做研发的厂商,自然乐意见到这种大丰收的场面。意法半导体全球微控制器市场部经理Renaud Bouzereau说,Cortex-M阵营的日益庞大,虽然给身处其中的企业带来了更加激烈的技术角逐,但是也充分证明了我们从2005年开始部署的ARM Cortex-M计划的正确性。爱特梅尔和恩智浦相关负责人在接受采访时也表述了类似的观点。

如何与竞争对手进行PK?

在采访的过程中,关于PK,各家其实转换成了介绍各自Cortex-M构架的微处理器产品特点。爱特梅尔公司微控制器策略行销经理赵宗慧介绍说,爱特梅尔公司基于ARM Cortex-M3构架的SAM3系列微处理器分为3类,分别是SAM3N、SAM3S 和 SAM3U。“爱特梅尔SAM3系列的价值不仅仅在于MCU本身的产品特性和性能,还包括我们提供的系统解决方案与附加价值,”赵宗惠说,“例如,爱特梅尔的SAM3N 和SAM3S 系列是首款提供按键、滑动式控制钮和转盘的电容式触摸支持的ARM-based微控制器,用户可利用爱特梅尔QTouch 代码库与 Studio等设计工具来部署先进的用户接口。此外,SAM3系列产品充分将爱特梅尔在RF无线、传感器以及LED领域的专业能力和MCU技术互相结合,故非常适用于如工业控制、远程控制、计量、医疗、测试测量、802.15.4无线网络,以及玩具和消费外设等众多应用。”


爱特梅尔公司基于ARM Cortex-M3构架的SAM3S 产品框图

恩智浦半导体大中华区多重市场产品部市场总监金宇杰说,虽然Cortex-M是一个大家都可使用的一个核,但是真正决定一个单片机性能特色的却是其架构以及内部功能模块。

”恩智浦MCU时对ARM平台全系列投入,“金宇杰说,”从ARM7到ARM9,再到Cortex-M0、Cortex-M3 和 Cortex-M4 ,恩智浦都有成套的支持产品。可以为新老顾客提供无缝的产品兼容以及可见的未来产品走势。“


恩智浦LPC4000系列控制器


” 目前市场上基于ARM构架开发的厂商很多,但是能推出整套解决方案的公司为数不多,“金宇杰补充道。除此之外,能够为客户提供开放的能容纳任何软件解决方案的设计工具----LPCXpresso也是恩智浦MCU的亮点之一。”LPCXpresso是一个全面集成的工具链,能够提供硬件和生态系统。用户可以在一个小型、低成本、小规格的主板上使用eclipse调试环境、IDE、编译器和目标评估系统板。“

而在 Cortex-M构架MCU领域已经颇有成绩的意法半导体则是继续延续低功耗以及完善产品链路的特点。意法半导体华东地区微控制器与微处理器市场部经理曹锦东说,截止2010年上半年,意法半导体已经推出了180多种不同型号的Cortex-M构架产品,产品出货量占据Cortex-M微控制器出货量的 50%以上,在消费电子,医疗电子,智能楼宇等众多市场应用当中都能发现意法半导体Cortex-M 构架产品----STM32。


STM32现有Cortex-M系列产品阵容:涵盖7大产品线,逾180个产品型号

意法半导体微控制器产品部总经理Michel Buffa表示,我们的优势是通过完善的STM32产品阵容就能满足所有微控制器应用对性能、功能以及成本的要求。”如2010年11月底推出的全新STM32 F-2微控制器产品结合了意法先进的嵌入式闪存和超低功耗技术,能够与下一代STM32 Cortex-M4和Cortex-M0微控制器全系列产品的引脚和软件相互兼容,并与 STM32 Cortex-M3微控制器完全兼容,“他说。

后续发展趋势

金宇杰说2010年恩智浦的Cortex-M系列的MCU已完成了从推广到设计采用再到其设计成功量产的过程,特别是其中LPC1100 M0 系列,已经吸引了越来越多的原8位MCU 应用的设计者开始使用。“2011年恩智浦的主要任务是推动基于Cortex-M4 + Cortex-M0的非对称构架双核系列处理器,”金宇杰说,“随着用户需求的逐步增加,我们相信高速处理能力的MCU是未来发展的主要趋势。比如:马达控制、电源管理、工业自动化、机器人、医疗、汽车配件和嵌入式音频。”

意法半导体的曹锦东赞成金宇杰的观点。在2010年11月底的媒体发布会上,意法半导体就亮出了自己发展Cortex-M系列系列微处理器的决心----除了继续推出基于Cortex-M3的STM32产品,还将推出采用ARM Cortex-M4和Cortex™-M0架构的新型微控制器系列。”STM32产品已经帮我们聚集了大量基于Cortex-M3构架的用户,这些用户存在着非常强烈的产品升级或者寻找替代方案的发展意愿,所以延伸到Cortex-M4和-M0构架产品是水到渠成的事情。“

“但是这并不意味着我们会放松对Cortex-M3构架产品的发展。相反,-M3依然是我们ARM Cortex战略发展的重中之重,M4和-M0则是M3向低端和高端应用的一个延伸,”曹锦东介绍说。

飞思卡尔刘素艳的态度与上两者相似,她说,未来飞思卡尔将继续投入大量资源和技术力量,进一步丰富基于Cortex-M3构架的Kinetis产品系列,提供更高性能,更多连接性,更低功耗,从而保持在Cortex-M领域的领先地位。

通过收购Luminary从而打开Cortex-M市场局面的德州仪器半导体事业部MCU业务拓展经理吴健鸿也表述了类似的观点。“虽然在Cortex-M 微处理器领域,德州仪器不是先来者。但是凭借从高性能的C2000,低功耗的MSP430等微处理器研发中积淀的先进工艺,基于Cortex-M的 Stellaris 系列器件很快将会打开局面。”“2010年我们的Stellaris 系列器件已经取得了不错的成绩,2011它依然是我们主推的产品线路。”

在未来发展规划上,富士通半导体和爱特梅尔则略显谨慎。他们表示,除了基于Cortex M的系列产品外,还有专属构架的MCU产品,如AVR系列 和FR60 和FR80系列。“专属构架MCU产品更是保持我们领先地位以及与竞争对手拉开距离的根本。所以我们不会把所有的精力投放在Cortex M微处理器领域。但是我们在埋头研发自主构建MCU产品,不会忘记抬头观察Cortex M产品趋势,会在最恰当的时间以最佳的姿态出现。”