内核之争升级 Cortex-M4成为主战场

　　ARM核的战场如今也从Cortex-M3转移到Cortex-M4。在老将新兵相继加入ARM阵营之后，其他架构如x86、MIPS等亦在寻求新的成长空间。

　　Cortex-M4成为主战场

　　多厂家相继发布基于Cortex-M4内核的MCU,加剧市场竞争。

　　继飞思卡尔、NXP先行推出基于ARM Cortex-M4内核的MCU之后，ST、TI在最近也相继发布相应产品，加剧了32位MCU市场的竞争局势。

　　Cortex-M4处理器是由ARM专门开发的最新嵌入式处理器，用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场，高效的信号处理功能与Cortex-M处理器系列的低能耗、低成本和易于使用的优点的组合，可满足电机控制、汽车、医疗设备、工业自动化市场等应用。

　　已先行一步的飞思卡尔内置ARM Cortex M4内核的Kinetis K50微控制器系列已纳入其产品长期供货计划，可保证至少15年的稳定供应。ST日前推出了号称性能强劲的基于Cortex-M4内核的STM32 F4，具有高达168MHz的主频，以及在此主频工作下的基准测试功耗为38.6mA。ST将利用新的STM32 F4系列进一步拓宽应用范围。

　　而TI也推出了自己的新型低功耗、浮点Stellaris Cortex-M4F微控制器系列。TI Stellaris ARM Cortex-M微控制器平台业务部总经理Jean Anne Booth介绍说，新型Stellaris MCU是全球首批采用65nm工艺制造的MCU，可实现更高的速度、更大的内存和更低的功耗。

　　其他核仍有上升空间

　　ARM虽然最为流行，但其他架构依然富有生命力。

　　ARM的Cortex-M出现以后，给整个MCU市场带来了某种颠覆性的力量，而MIPS和x86阵营也开始谋求新的爆发点。北京君正公司CEO刘强在最近举办的2011北京微电子国际研讨会提到，ARM的优势在于功耗和成本，而Intel的x86核的优势在于性能和工艺，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市场发起冲击，或能最终在嵌入式领域站稳脚跟。MIPS核已开始在低价Android平板及手机市场有所动作，在开始商业化脚步之后将会逐步异军突起，发展壮大，但其在Android系统的导入速度远不如ARM架构，将成未来应用隐忧。

　　MIPS中国区市场总监费浙平在近日举行的第三届MCU技术创新与嵌入式应用大会上也指出，ARM虽然最为流行，但其他架构依然富有生命力。相较于以上三者的明争暗斗，仍有某些厂商固守城池。高通采用了Scorpion处理器内核，英伟达虽在移动领域也使用了A9内核，但在64位处理器领域已开发专有内核。

　　当然，仍采用自己专有核的半导体厂商也不在少数，将如何权衡“左右”呢?德州仪器半导体事业部MCU业务拓展经理吴健鸿对《中国电子报》记者表示，TI本身的MCU内核包括MSP430、C2000等，均有各自的特色，如MSP430的低功耗和C2000的实时性。吴健鸿说：“我们的策略是尽可能地提供比较完整的产品系列，保证客户能在不同的应用上都可以找到合适的产品。”飞思卡尔微控制器事业部亚太区市场部总监曾劲涛也表示，飞思卡尔还是以Power核为主打，ARM核产品的业务将主要侧重于新的应用市场。

　　我们看到，在MCU领域，各种架构与内核依然具有各自的优势与市场。随着嵌入式开发方式的演变，生态环境的建设成为决胜关键，并且开发环境变得更重要。

　　安全MCU成重要细分市场

　　安全性考虑集中在两个方面，一是规则性故障，二是随机故障。

　　在ARM核大行其道的今天，要在MCU市场以差异化胜出，以应用为导向当是不二选择。TI宣布推出针对医疗、工业及交通应用的新型Hercules安全微控制器平台专门主打“安全性”，安全MCU或成MCU的重要分支。这与艾·里斯在《定位》中提出的观点亦不谋而合。

　　“安全性考虑集中在两个方面，一方面是系统性或规则性的故障，另一方面是随机故障。”吴健鸿提到，“Hercules安全MCU平台采用了双ARM Cortex-R4F核心"双核锁步"技术，通过逐周期的CPU数据对比可减少这两方面故障的产生。此外Hercules平台还采用了Error Code Correct(ECC)功能，它可以自动检测内存中的数据错误，提高数据的可靠性。”

　　另外，值得一提的是其在设计IC核时的架构。“在设计IC时要确保一个核有干扰时另外的核没有受同样的干扰，否则两个核算出来都是错的。”吴健鸿提到，“因此我们在设计IC时，一个核在IC里是横着放的，另一个是竖着放的，当外围有射频干扰或高压干扰时，由于两个核放置的位置不一样，算出来结果如果有一个核是错误的话，会显示两个核算出来的结果是不一样的，这使我们知道要重新计算一次。”

　　目前有统计表明在一个安全性应用中大概30%的CPU资源在跑软件检测部分。吴健鸿表示，Hercules的优势在于可利用硬件来实现保护功能，省掉了这部分开销，减少软件开发时在安全性方面的投入，从而降低开发成本、缩短开发时间，并能够进一步降低程序的CPU占用率，提高运行效率。

　　新型Hercules提供三个系列的产品，高端RM4x系列提供最高性能水平，适用于诸如医疗和工业等;中高端TMS570系列性能针对交通应用(如铁路、航空及汽车);而TMS470M系列则以低成本的特点满足了那些对性能要求不太高的系统的需要。配合强大的工具、软件和安全文档，Hercules为开发人员实现其终端产品的差异化及加速产品上市进程提供了空间。