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嵌入式芯片同质化的对策

最近，8/16/32位无一例外地出现了同质化的现象。8位就甭提了，Intel 51系列、Freescale 68K系列占领了主要市场。16位在结构上不仅MCU（微控制器），还能实现简单的DSP（数字信号处理器）功能，美其名曰DSC（数字信号控制器）。

32位ARM的阵营越来越庞大，支持者自豪地称ARM可以是32位微控制器的工业标准之一，能够扛住ARM气势的恐怕就剩下区区几条好汉了，例如Freescale, Xilinx/Altera, ADI（Blackfin）等，连瑞萨、Atmel这些有着很好32位处理器的公司，也乖乖地“应客户的需求”降伏了ARM阵营。

架构统一了真的是好事吗？对于用户来说，那真的是件好事，因为开发更方便；对于嵌入式厂家来说，恐怕带着一丝苦笑——大家都公平地站到了同一起跑线上，拿捏到自己的定位点真需要一番脑筋。

最近，笔者接触了Cypress（8位）、ST（16位），并看了Atmel（32位）的最新发布，感到这些公司在同质化大潮下动了许多巧妙心思。

1 Cypress：CapSense赢得了海尔洗衣机订单

海尔这些大客户在选择芯片时非常慎重，因此，能够被这些世界级的大公司选用，说明该产品在市场上真正过硬。近日，《电子产品世界》的记者获悉，海尔部分高档洗衣机和热水器选用了Cypress的CapSense芯片作为无按键控制。CapSense是一款8位MCU，周边集成了可编程的模拟、电容式触摸感应器等电路。据海尔洗衣机产品本部技术发展部部长许升介绍，海尔开始设计用三种厂家的产品进行对比、试验，最终留下的海尔认为最好的产品。

图1 海尔XQB60-0588的面板

能够被海尔选中，这是件令Cypress自豪地事。一家三、四年前还名不见经传的公司，也采用Intel 8051架构，为何能够在短时间内如此突破？在于Cypress善于寻找到独特点。

Cypress的PSoC（可编程SoC）可谓8位家族中一朵独特的小花。三年前，Cypress收购了一家做8位MCU的公司，神奇地推出PSoC，此可编程非彼可编程，不是PLD厂商的逻辑可编程，而是在8位MCU周围集成一些模拟和数字外设，例如ADC/DAC，有8位、10、12位的，让客户根据自己的需要选；还有可选的滤波器、放大器等。由此看出，PSoC成本较高，但灵活性、上市时间与可靠性大大提升。

“嵌入式系统同时需要MCU、数字外设和模拟外设，PSoC集成了数字和模拟外设资源”。Cypress北中国区销售经理王锦锁先生说。三年来，该公司不断在PSoC上做文章，大约两年前推出了PRoC（可编程无线SoC），在PSoC上增加了射频，目标为无线控制领域。近一年，公司又打造出了CapSense。CapSense是集成了电容式触摸感应器的PSoC，可替代传统的机械、薄膜按键、开关、滑动条、旋钮等，王锦锁介绍说：“采用CapSense的面板新颖，抗磨损，特别适合白色家电等长寿命、高使用频率的应用，降低了厂家售后维护成本。”

至于PSoC的下一步发展计划，王锦锁透露，想推出ARM7核心的PSoC，使PSoC满足高性能的需要。

图2 PSoC集成了可供选择的数字和模拟外设资源

2 ST：压赌Cortex-M3，敢为天下先

Cortex-M3，是ARM家族近两年推出的一个超低价位的新架构。ARM公司的决策者不仅满足32位市场的战果，还计划向传统的8/16位市场进军，并深信，Cortex-M3必将取代传统的MCU结构。

一年前，第一个吃螃蟹的初创公司Luminary推出了基于Cortex-M3的8位MCU，但是目前没有看出什么成功的端倪。今天，又一家大公司——ST公司也来了。6月11日，ST公司基于Cortex-M3的STM32微控制器问世了，并展开了世界巡回研讨会，第一场就设在了中国北京。

STM32是16位闪存微控制器，目标电动自行车、空调等电机控制市场。据ST公司微控制器部32位组商业总监Daniel Colonna介绍，STM32的特点是高性能、低功耗、集成度高、价位低。例如，DMips/MHz比ARM7TDMI高28.5%，能实现DSP功能，AD转换达到12位，而一般MCU是8或10位，32K闪存、48引脚的只有1.80美元左右（万片采购时）。

相比于目前市场上的16位MCU，ST充满自信，并列举了32位与16位的不足之处，以及ST的修补方法，如图3。

图3 STM32的特点

ST公司已有ARM7和ARM9的32位产品线，但据笔者观察，在中国市场业绩不很突出，原因是市场上ARM7、ARM9的32位产品较多、雷同，从芸芸众生中凸现确实不易。因此，ST才另辟蹊径。但是，尽管如此，ST依然慎重，没有宣布放弃其ARM7 MCU计划，只是说看客户的选择，如果客户需要ARM7 MCU，仍然会提供。

不过，市场上现存的众多16位MCU厂家也不是好惹的，ST的王牌就是ARM的性能和号召力，还有闪存、外围的模拟等，实际上目前表现出来的性能、价位与目前的16位MCU相差不大。而开发工具主要还是用ARM的通用开发工具——IAR、ARM Keil等，还没有自己的专用开发套件。Cortex-M3，为何这好那好，响应者不多，笔者认为这毕竟是ARM的一个新品种，设计和流片时需要大量测试和认证，经过这样的千锤百炼，才能成为一个成熟的商业产品。

尤其，Microchip等公司也不满足于16位MCU，认为16位MCU的性能有时超过32位，正准备向32位市场进军。

两大势力正在较劲。

3 Atmel：在MCU上做ARM11

无独有偶，嵌入式世界就是这么新闻不断。6月8日，笔者收到了来自Atmel的新闻：Atmel获授权使用ARM11JZF-S处理器，首个基于ARM1176JZ-F处理器的系统级芯片产品将于2007年第4季度面市。至此，Atmel以ARM为基础的代码级兼容32位微控制 器阵容进一步扩展，从ARM7到ARM9再迈向更高端的ARM11。

ARM11曾经被TI OMAP3手机平台和LSI网络处理器选用作为SoC；但是用做通用处理器，据笔者所知尚属首次。

ARM1176JZF-S 处理器核采用90nm工艺技术实现，工作频率可达620MHz，而功耗低至仅0.45mW/MHz。该处理器核采用了可提供更高保安能力的ARM TrustZone技术；可高效地执行嵌入 Java 程序的ARM Jazelle 技术，以及可将处理器能耗降低 25% 到50% 的ARM 智能能量管理技术 (Intelligent Energy Manager, IEM?)。至此，笔者认为，该款处理器可以说是一款更高性能的通用处理器了，首先会用于安全领域。

一方面，ARM处理器向下走，一方面又向上升级。此时，笔者产生一个疑问：嵌入式世界，你想让它成为ARM的天下吗？

如果真是这样的世界，笔者欣赏像Cypress这样独特的小花，找到自己的独特定位，默默地散发着幽香；也赞许ST这样的大型公司，能够放下架子做别人不敢做的事；更敬佩Atmel这样的嵌入式闪存公司，凭着雄厚的实力昂然向高性能的极限挺进。

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