2012全球TOP10知名半导体巨头论剑嵌入式

　　全球知名厂商在嵌入式方面的策略是什么？

　　电子发烧友网讯：芯片供应商清楚地知道，凭借着比预期还多的各种各样的芯片投入，他们能够满足像IPOD、IPAD和笔记本移动市场等庞大的嵌入式市场需求。嵌入式在自动化、工业和医疗等行业的应用已经蓬勃发展起来，甚至在类似冰箱。洗净器、微波炉等大型家电也应用到这方面的技术。嵌入式系统设计不但提供很多新颖的应用，同时还能够减少了在尖端微控制器或微处理器方面的额外花费。嵌入式系统的大量芯片需求迫使硅供应商去做一个嵌入式市场策略。

　　嵌入式系统的设计有他们独特的要求，UBM电子最近公布了2012度嵌入式市场调查，调查清楚地描述了设计师在芯片、工具和支持方面的要求。有五点是很有代表性的：

　　（1） 嵌入式设计师最关注的五个方面是芯片技术、投入市场所需的时间、设计和开发进程、全球市场和国内外的外包。

　　（2） 目前的嵌入式项目包括有一个微处理器或微控制器。两个处理器或微控制器。又或者三到五个MPU或MCU。

　　（3） 2012年的调查显示，其处理器的平均时钟频率是425MHZ，而2011年的是291MHZ。

　　（4） 那些在最近项目中用到相同处理器的调查对象和另外一些转用新处理器的对象间有些分歧。

　　（5） 被访对象深信围绕着芯片（软件、工具、支持）的生态系统比芯片本身更重要。德州仪器、飞思卡尔、Microchip、ARM、ATMEL的生态系统按顺序排前几位。然而在2012的调查里，在被调查对象下个项目考虑使用的处理器供应商里面，意法半导体排到第五位。与ATMEL处在同一水平。

　　在2011年，挑选处理器的最重要因素是软件开发工具的可用性和芯片的性能。

　　在工业嵌入式倡导群体里，EVA坚持使用功能强大的、廉价的、低能耗的处理器。AMD、亚德诺、CEVA、飞思卡尔半导体、Intel、Maxim、Nvidia、TI和Xinlinx等成员把EVA当做一个包含设备和设计工作的平台。EVA的创始人和Berkeley Design Technology Inc的董事长认为：处理器供应商开始关注EVA了。

　　在更多的传统嵌入式系统设计路径是如QNX等的实时操作系统，它一早聚焦在创造一个可以从低到高测量的实时软件平台，这可以使消费者根据自己的特殊需求更轻易地扩展。QNX的产品经理总监Grant Courville如此说。对于实时操作系统的供应商来说，和芯片供应商合作意味着可以尽可能达到更加多的应用层次。

　　Grant Courville说：用于连接到任何地方，任何东西的M2M设备在安全、保证和可靠性方面有很大的分歧。因此，M2M设备要在经验证过的平台搭建。

　　Courville 认为QNX是在和他们的生态系统拍档亲密合作，以达到推广一个M2M2的全解决方案，包括全自动的无线升级和无线容量的明显扩充。

　　现在咨询了十个半导体供应商去详细说明他们的嵌入式策略。

　　ADI——美国模拟器件公司：嵌入式是完整信号链的一部分

　　我们接触半导体处理反映出我们消费者需要去实施一个信号连。我们定义一个信号链为从获得信号到调节、转换和数字信号处理或者反方向的创造路径。

　　在许多影响信号链设计的趋势间，我们发现大部分的消费者正在寻找更高度集成的数字信号处理元器件，因为这在提高生产量、精确度、延时和电源效率的同时会降低下游主控和应用处理器的负担。这些元器件必须做到满足特殊信号处理之外的更大的挑战。它们同时需要高效的性能和功能空间，这样消费者就可以执行独特的算法和有差异的平台。

　　考虑到集成信号处理芯片已经将多种功能和嵌入式智能结合在一起，我们在其易用性、可编程性和可配置方面也应该有所注重。

　　美国模拟器件公司嵌入式的策略是务必对重要的终端市场所兴起的新兴应用需求有深入的了解。

　　例如在汽车行业，由于嵌入式视觉系统这么一个关键技术的发展，人们逐渐注重提高驾驶员和步行人员的安全。我们和汽车制造者在驾驶辅助系统的合作的成果就是我们研发出了双核的Blackfin ADSP-BF609.

　　最新的DSP的特点是具有实时视频分析功能，这和车道偏离警示系统和和碰撞检测系统都是为多重的汽车安全应用而设计的。

　　我们最新的Blackfin处理器 也允许美国模拟器件的产品兼容其他行业的嵌入式视觉应用，例如工业和安保业等。这类型的应用领域需要去整合其识别特性，就如汽车牌照检测和人口统计功能整合到监督摄像机或者支持工业成像设备中的HD视频处理一样。

　　我们类似嵌入式设计的另一个实例就是工作在ISM频段的低功率无线电接发器ADF7023，它支持高精度测量和无线传感网络等广泛的应用。

　　为了给这些应用提供必要的灵活性，这些SOC都嵌入了一个带有自定义、数字通信和高性能RF接发器的微控制器。
 

——Daniel Leibholz（亚德诺处理器和数字信号处理产品和技术部副总经理）

　　ARM：一切都包含在我们的开发系统之中

　　嵌入式应用存在我们的周围，在家居，汽车，工厂和医院里都有他们的身影。ARM的目标就是通过授权给更多智能的关联嵌入式产品去提高能源效率、安全性和生活质量。但为了达到这个目标，还需要紧密联合其开发系统去支持嵌入式设备。

　　ARM与900多个合作伙伴合力研发出涵括整个嵌入式世界的方案并将其投入市场。我们主要为从传感器到用户界面等一系列应用设备提供标准的架构。这意味着我们的制造商在项目进展中必须简化其开发和重用代码，这样就能加快创新和加速，使我们向下一代的连接嵌入式设备的发展。

　　增强终端应用的智能性所带来的效益是多样化同时也是深远的。例如，家庭中的空调，冰箱和其他各种各样的电动设备的耗电量站了全球电力消耗的46%。但如果我们采用基于ARM的数字电机控制方案，就可以明显提高电机的效率和减少电能消耗。

　　ARM公司的更高性能和更长电池寿命的Cortex-X逐渐取代了以前的8位和16位MCU，例如，最新的超低功耗的，并且能连接到电池供电传感器的Cortex-M0+可以应用在建筑、桥梁和医疗传感器方面。这样的话，建筑物和人类的健康能够做到远程的低成本监控。

　　ARM的Cortex-R授权给最新型的安保类MCU，这类MCU是基于IEC61509和ISO26262标准为安全检测工业和汽车应用设计的。同时ARM的Cortex-A嵌入式电脑降低了人机接口的成本和功率损耗，这样就会使家用设备，工业和医疗设备更加高效率和更加容易操作。

　　— Gary Atkinson（ARM嵌入式市场主管）

　　Conexant：我们的嵌入式目标是音频DSP

　　最近这几年，全球的智能手机和其他个人娱乐设备有了爆发式增长。这些设备嵌入了一些以前在台式机闻所未闻的处理功能。

　　这个演变转而显著提高了消费者在设备功能和质量方面的追求。使用者不会再忍受通话带有噪音的手机和不理想的音乐重放。他们希望手机能够过滤掉通话中产生的环境噪音，同时他们也希望音乐重放的声音质量能够比得上之前只有昂贵高保真设备才有的音色。

　　Conexant 通过发展提高其音频产品线的复合数字信号处理能力去满足上述需求。其最近发布的CX20505，集成了两个可编程的CAPE音频DSP。其中每一个都工作在200MHZ，同时具有双通道的MAC单元和复杂的寻址能力，这款DSP同时带有若干的音频信号接口和扩展。

　　这就允许许多的嵌入式应用设备去进行复杂的信号处理。例如，一个USB耳机应该包含一个7.1源信号全解码，接下来就会有一个环绕立体声展现在耳机里。同样一个智能电视声音输入子系统也可以通过CX20805的复合信号分离技术去隔离单个扬声器，这样的话就可以提高语音辨别功能或者跟轻易的使Skype通话过程中的谈话更清晰。

　　数字视频摄影机也可以用这个设备提供缩放功能，以便更容易的获得来自不同视角的声音，这样的话电机等的噪音可以从这个变焦镜头过滤掉。同时也可以过滤掉手机用户通话过程中的环境噪音。这个方案同时可以通过指定某些信号为非声音信号来降低媒介的运输负载。

　　Conexant为目标应用提供全系列算法支持。除此之外，消费者可以通过Conexant的编译器添加他们自己的算法和控制。在设计CAPE DSP的时候，Conexant的工程师专注于研发一个能支持大部分C编写的高效率DSP的编译代码，并且很少用到宏命令和内部函数，这样就会使开发者能够快速实现复杂DSP算法，并且可以更有效的掌控它。从目前复杂的音频特性看来，缩短开发周期，减少潜在的错误是公司保持竞争力的基本出发点。
 

——Sverrir Olafsson（Conexant工程部的副总经理）

　　飞思卡尔半导体：四个应用定义嵌入式方向

　　我们的愿景是成为嵌入式行业的领导者，而不仅仅是杰出的半导体、传感器、控制器、软件和开发系统的产品、工具和系统方案供应者。

　　我们是一个全球领先的嵌入式处理方案的提供商，我们提高的产品推动世界级的工程和耗资数十亿研发的市场发展。我们把上升中的嵌入式市场作为重点对象。我们的技术是创新的基础，这些会使我们的世界变得低耗，安全，健康和连接更紧密。我们把着重关注在四个领域：汽车、网络、工业、消费行业。我们逐渐放弃如PC和存储器等非真正的嵌入式行业。

　　这四个备受关注的市场正在经受改变，而嵌入式技术在当中起着直接和基本的影响。我们的附加值存在于那些多样技术的结合处。而这也会共同推动嵌入式处理的发展：低功耗，低价格，多芯，联网，显示，可触摸，安全，可扩展和可编程的智能化设备。以上不仅包括了传感功能，同时也覆盖了大部分的嵌入式架构。

　　就拿汽车行业来说，我们通过提供无源和有源的安全技术来达到零灾祸和零排放这个共同目标，我们同时也能使驾驶更安全和更灵活，同时使汽车更加节能。对网络而言，在移动和视频方面的显著增加使网络拓扑结构发生了根本性的转变，这同时这使我们在下一代无线基础设施的设计重点集中在如云计算和小型基站等领域。在工业市场，由于嵌入式硬件，软件和M2M的相互关联，能源效率需求将继续推进小型能源技术和便携式医疗设备的扩展和采用。基于飞思卡尔嵌入式技术的平板应用从消费型的智能设备已经扩大到汽车，应用，和其他市场，使这个世界的连接更紧密。

　　飞思卡尔将开发板、可扩展性、嵌入式处理器、纯粹的半导体设备和软件整合在一起去提供高集成度的平台式解决方案具有很大的用户价值，简化了开发周期和缩短了投入市场所需的时间。
 

——Brad Johnson（飞思卡尔策略和企业改革部高级副总经理）

　　微芯科技：扩大核心竞争力

　　微处理器从应用，处理能力，架构和ASIC、SoC等其他半导体产品这一路走来取得了很大的进展，微处理器价格的大跌引致了大应用的大爆发，通过新方式可以使产品变得更智能化。

　　微芯的嵌入式策略是通过扩大其在微处理器、模拟、储存，无线设备、开发环境和技术支持等方面的核心优势去推动应用需要。同时通过关注几个上升的领域和在嵌入式市场主动去设计来夯实基础。

　　为了帮嵌入式工程师缩短其开发时间，微芯不但提供晶片，同时提供一个包括编译器，IDE，调试器，实时操作系统，图形工具，外围设计和代码库在内的完全开发工具系统。

　　现在的消费者有倾向于使用不占空间的小型设计的趋势，因此微芯用极小的QFN封装和可按尺寸选择的新品去满足这个需求。

　　用户界面迅速的从把手，按钮转变为触摸感应，这从美学观点看来很不错，同时这个也很持久耐用和容易操作。微芯已经建立了丰富的触摸方案组合，而其中的大部分利用其微控制器原本就有的功能去实现这个转变的。

　　同样就是嵌入式显示也从之前的LED演变为点阵直到现在的LCD。对设计者来说，最大的挑战是在降低必须的显示亮度，对比度，大小，和可视角的LCD所产生的成本。而微芯的MCU通过嵌入的图像处理器和加速器去整合简单的外围接口到大显示上面来满足这个需求。

　　为了在处理不间断的驱动中获得更长的电池寿命，我们的MCU拥有能够低到毫安电流的低功耗的模式，以使电池寿命最大化。除此之外，在能耗的所有方面都有重要的关注，如测量，守恒和能效。微芯的MCU、DSC数字控制电机、电源供给和亮度从根本上提高了效率。我们提供多种的混合信号和模拟设备去使效率测量和检测更加便利。

　　嵌入式设计通过USB、以太网、CAN总线、LIN、红外以及如ZigBee、WIFI和未经许可的GHZ以下频段的RF等有线无线连接协议去增加和其他系统的关联性。

　　许多用户转移到如汽车和工业等高压和高效率的市场，微芯提供工作在40V、60V甚至更高瞬态电压的MCU。
 

——Steve Sanghi（微芯的名誉主席）

　　美高森美：高可靠性的自定义

　　高森美致力于包括工业，医疗，通讯，军事和商业航空电子设备等工业市场的嵌入式应用。我们提供有利的低功耗，高可靠性和安全性的开发板组合解决方案。

　　我们的自定义片上系统SmartFusion是唯一一个能将ARM Corteex-M3微控制器和FPGA结合在一起的设备。这个系统在嵌入式应用领域广泛使用，它同时提供唯一能够增强传统硬件的外围设备和加速器的微控制器级别处理器。在普通应用中，影响其功能的是系统管理，电机控制，逆变器和人机接口。我们的嵌入式策略是建立一个灵活的平台，使客户可以设计不同的产品和快速将其投入市场。

　　对美高森美的嵌入式应用产品来说，可靠性是其一个主要特性。美高森美FPGA不受由大气层带电粒子引起的SEU破坏干扰的影响，这对安全检测应用尤其重要。企业网和计算部件同样也需要很高的可靠性。

　　美高森美在嵌入式安全应用方面具有领导地位，安全是金融和军事器件的基础。我们拥有的硬件和软件技术可以建立保护无论是静止或传输过程中前沿信息安全的基站。

　　当那些可靠的、安全的、低功耗的和灵活的处理功能与前沿器件结合到一起去完成一个完整嵌入式方案分，我们的客户会透过这些技术和解决方案去制造出迎合我们目标市场的产品。
 

——Paul Ekas（美高森美SOC事业部的市场总监）

　　瑞萨：智能的端对端质量控制

　　对大部分的公司来说，一个典型的嵌入式MCU策略是通过描述CPU，客户支持，第三方合作和经常使用的数字和模拟外围设备的集成等优点去兜售他们的硬件和软件。

　　瑞萨的嵌入式策略则与众不同，我们的策略是去建立一个社区，在那里人们很安全、健康。同时有着高生产率和效率。目前，世界上30%的MCU是由瑞萨生产的，

　　我们们开发的产品传承着高质量、低功耗、长期供应、实时处理和高集成度等多方面的优点。我们是大型的垂直式集成半导体制造商之一，我们的产品从CMOS加工，IP和芯片等的内部设计到生再产到售后支持都是我们公司独自完成的。我们的端对端品质控制可以维护一个完整过剩和长期的产品线网络。

　　瑞萨的嵌入式设计方法是以质量和创新为其出发点。由于CPU的闭锁，高速存储和内部半导体处理的数模功能，我们可以获得超低功率。通过内部研发的高速嵌入式flash和100MHZ以上的CPU核，我们可以得到高性能和多功能的差货品，同时能够传递实时预见和低延时的回应。我们将会用这些技术去搭建一个易于设计的平台，在其中包含了不同的嵌入式储存和对客户之前的软件没影响的程序包。假设每日生产多于1000万个MCU，那么其低功耗、高集成度和多功能产生的社会效益是广泛的。

　　瑞萨嵌入式策略是通过利用我们的产品去创建更美好的生活，同时传递适用的多功能组合和设计生出能够快速采用和长期供应的的软硬件。最后，我们的嵌入式方案帮助实现“生活息息相关产品的智能化。”
 

——Peter Carbon（瑞萨电子美国市场部的副总经理）

　　意法半导体：应用可重复使用的架构

　　意法半导体运用一个普通SOC架构去使重复使用更简单和快研发过程更快，他们同时开发了一个高集成度和嵌入式的产品来尽量减少重复的工作。

　　意法在发展其嵌入式策略时考虑到两个争议性的要求：

　　（1）快速的软件开发的能力

　　（2）开发从架构建模向硅晶体的转变过程要平稳过渡。

　　嵌入式介入的结果是集中在一个可重复使用的虚拟平台环境，这能够支持包括TLM模式的模拟和RTL仿真模式在内的多样化设计实施。

　　对于任何嵌入式策略来说，其中一个最大的挑战是硬件执行性能。仿真是这类型嵌入式策略的一个关键部分，因为它具有可以控制兆赫性能的水平。

　　在发展进程的早期，仿真可以实现那些没有TLM模式架构的探索和某些基于软件的早期性能和功耗。随着SOC硬件的发展，更多的TLM可以被RTL代替。同时，软件会被硬件验证。

　　仿真清除了硬件和软件开发团队之间的障碍。随着软件开始在现代的SOC发展中占领了中心舞台，硬件和软件队伍现在必须紧密合作去实现系统。

　　就意法半导体的仿真驱动嵌入式策略看来，硬件队伍持续更新软件常用的模型，同时这些队伍在研发过程中相互影响，最后开发出更高质量的产品。

　　就这点而言，意法利用EVE’S ZeBu仿真系统及其处理和记忆模式，在3D和高级视频解码技术的开发中进行虚拟原型测试。
 

——Laurent Ducousso and Lauro Rizzatti

　　泰思立达：嵌入式的本身驱动我们前进

　　“你的嵌入式策略”这种问法就是把嵌入式策略从根本上假设为不同于其他的电子系统策略。但这个假设是错误的，同时这种错误会日益加深。就好像我们如何区分智能手机、平板电脑和超级移动设备呢？我们怎样定义从电话和云分割出来的应用这类问题。

　　因此我会以一个更有效的方法定义嵌入式：例如能源或价格灵活的软硬件系统。然后这个问题会便成为“你关于那些具有灵活能源和价格的软硬件系统的策略是什么？”

　　泰思立达的方法分成三个部分：

　　第一部分是使最优化和最专业化的处理器开发变得更简单、更便宜和更完善。

　　从以往看来，处理器的开发是相当缓慢和昂贵，并且每一个处理器的设计都只是为不同的应用范围服务。然而当处理器的更新换代变得更加简单的时候，每一个处理器可以更单一和快捷的为目标应用服务。

　　在泰思立达，我们提供过处理器一般提高10到20倍效率，而那些专业设计的处理器的效率相对于普通处理器甚至可以提升一百倍效率。

　　第二部分是为每个处理器提供丰富的软件环境 ，使软件开发者在软件开发过程中的编译、调试、模拟、仿形和系统操作更加快捷和可靠。

　　第三，我们为通信和多媒体领域，尤其是无线基带、音频和视图等领域设计和提供软硬件模块。我们同样有一个附带有额外的软件包、系统技巧和子系统的开发板，这在基带和多媒体领域尤其突出。

　　泰思立达目前已经授权了大约两百间公司，我们的处理器出货量也超过了10亿颗，我们专注在广泛终端市场的大容量SOC应用，在这些市场内我们的客户凭借一流的能源效率、生产能力和成熟的软件获得了巨大的成功。
 

——Chirs Rowen（泰思立达的建立者和CTO）

　　德州仪器：令世界更智能，环保，安全，健康和更有趣

　　如果我们的客户有想法，我们的技术可以将其变成可能。

　　就复杂的系统而言，在一开始的时候，芯片是非常重要的。但到了最后，我们的嵌入式处理有三个优势：

　　（1）广泛的处理器系列

　　（2）开发系统的软件开发套件，这可以使我们的客户迅速将产品投入市场

　　（3）充足的模拟和连接产品保证解决方案的最优化。

　　我们的嵌入式产品系列可以满足任何设计师的需要，我们同时提供可扩展的微控制器、基于ARM的处理器和DSP。

　　TI 凭借着其一系列专有的和工业标准的核占据了大部分市场。其巧妙的设计不仅体现在TI的最新的“金刚狼”微控制器平台上，同时体现在应用在无线基站和超级计算的高性能多核处理器上，这款处理器是基于Keystone架构制造的。

　　TI的OMAP应用处理器非常适用于移动和连接计算、机器人学和云计算等高能耗的应用。其实时信号处理器能够满足客户对于视频和工业应用程序方面的广泛需求。在2012年，TI纪念其DSP创新的三十周年。

　　软件已成为客户设计过程中的重要一部分，TI凭借着广泛的软件系列、单一的IDE和CCstudio对其所有系列的产品提供技术支持，其中涵盖了TI嵌入式处理器全系列。IDE提供一个普通的接口给设计师去检测其系列产品，这能够明显减少开发时间，也不需要去学习多种的接口技术。

　　如果开发者不能从TI的产品中找到满足其设计需求的产品，TI的设计网络系统平台会提供从特殊硬件应用模块到实时操作系统中的任何需要的支持。
 

——Brian Crutcher（德州仪器嵌入式处理器部门的高级副总经理）


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