嵌入式市場(chǎng)的重要轉移趨勢

    嵌入式市場(chǎng)一直是8位微控制器占據的主戰場(chǎng)，雖然過(guò)去也有采用32位處理器的嵌入式應用，但只限于少數追求性能的領(lǐng)域。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)、視頻、游戲和高速通信應用市場(chǎng)的增長(cháng)，情況正在出現變化。許多嵌入式應用對處理器性能的要求開(kāi)始大幅提高，這種變化使現有的32位微控制器需求量增加，也使系統級集成（SLI）應用中32位處理器的用量大增。

    消費電子、汽車(chē)、工業(yè)及軍事航空市場(chǎng)的共同需要，正推動(dòng)著(zhù)對32位處理器的需求不斷增加。這主要源于有關(guān)的設計越來(lái)越精密和復雜，圖1所示為嵌人式設計納人處理器數目的變化和預測。 

    

    與此同時(shí)，隨著(zhù)由于掩膜和半導體設備成本的增加而使設計從特定用途集成電路（ASIC）轉向現場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA），SLI的實(shí)現也開(kāi)始出現轉變。由于A(yíng)SIC開(kāi)發(fā)成本增加，要取得收支平衡所需的產(chǎn)量也不斷上升，因而使得越來(lái)越多的設計轉向可編程器件。這就使那些過(guò)去一直由ASIC解決方案主導的市場(chǎng)（如通信、消費電子和汽車(chē)電子等）開(kāi)始向FPGA轉變，圖2所示為2002年與2008年FPGA市場(chǎng)分布情況的對比。 

    

    同樣是這些造成ASIC成本增加的市場(chǎng)和工藝格局變化，卻使得FPGA的單位系統門(mén)成本降低，從而大幅度地提高FPGA器件的集成度。這樣，FPGA器件門(mén)密度變得越來(lái)越大，足以支持那些幾年前只能采用ASIC器件才能實(shí)現的復雜系統級應用。由于FPGA具有產(chǎn)品能夠快速上市的特性，這種設計轉變勢必將持續下去，為可編程邏輯廠(chǎng)家帶來(lái)巨大的商機。

    廠(chǎng)商應變策略

    在嵌人式32位處理器領(lǐng)域，市場(chǎng)份額最大、品牌聲望最高的是ARM構架，ARM構架的市場(chǎng)份額已達到80%。因此，有大量支持ARM構架的硬件和軟件開(kāi)發(fā)工具可以選擇，同時(shí)業(yè)內也有豐富的ARM7知識和經(jīng)驗可以借鑒，設計人員將可從中受益，能在其系統級設計中享用大量的現成代碼和工具，從而降低設計風(fēng)險和縮短開(kāi)發(fā)周期。

    目前，市場(chǎng)上銷(xiāo)售以ARM7為基礎的微控制器供應商已經(jīng)超過(guò)10家。盡管爭取與微控制器廠(chǎng)家所提供相同處理器的市場(chǎng)好像欠缺說(shuō)服力，但如果時(shí)機恰當，所選的處理器最終能夠主導市場(chǎng)，這將會(huì )是一個(gè)，很好的策略。如果微控制器能滿(mǎn)足應用的所有設計需求，微控制器是嵌人式設計的理想方案。但現實(shí)往往并非如此，設計人員必須給該微控制器配備外部部件（通常是FPGA）才能實(shí)現所需的功能。如Actel公司在其ProASIC3 FPGA中加人軟ARM7核，便可助設計人員靈活實(shí)現其設計要求，并將所有功能集成在一個(gè)元器件中。ARM7提供的商機在于：它已做好主導32位嵌人式市場(chǎng)的準備（這也是如此多微控制器廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)以ARM7為基礎控制器的原因），而且市場(chǎng)規模仍小，但增長(cháng)速度快，因此，目前還沒(méi)有廠(chǎng)家獨占市場(chǎng)。這就給許多FPGA廠(chǎng)商及其客戶(hù)利用ARM7搶占這個(gè)市場(chǎng)的機會(huì )，通過(guò)發(fā)揮ARM7的優(yōu)勢而立足于市場(chǎng)，并隨32位嵌人式市場(chǎng)一同成長(cháng)。

    ARM7系列處理器與以Flash為基礎的ProASIC3 FPGA系列產(chǎn)品組成了強勁的組合。兩者均針對消費性電子和工業(yè)市場(chǎng)，而且ARM7在軍事領(lǐng)域的應用受到越來(lái)越多的關(guān)注。ProASIC3器件為ARM提供了獨一無(wú)二的載體，能促進(jìn)ARM7處理器的發(fā)展以便進(jìn)人這些市場(chǎng)。ProASIC3器件不單成本低及可編程，而且還是單芯片及高度安全的解決方案，因此成為ARM供應和保護其處理器IP的理想載體。這個(gè)組合也為設計人員帶來(lái)優(yōu)勢，因為ProASIC3器件中的ARM7核可為嵌人式SLI設計提供可編程的解決方案，并且符合業(yè)界標準。

    為了讓嵌入式設計人員通過(guò)可編程邏輯更好地利用ARM7，Actel和ARM正密切合作，將處理器的尺寸減至最小并不斷提升速度，同時(shí)優(yōu)化特為ARM開(kāi)發(fā)的M7ProASIC3 FPGA的應用。為了在M7器件中輕易實(shí)現ARM7，Actel已經(jīng)創(chuàng )建了一整套開(kāi)發(fā)工具，包括Libero集成設計環(huán)境和名為CoreConsole的新的前端工具，這是一個(gè)IP核開(kāi)發(fā)平臺，可讓用戶(hù)快速實(shí)現處理器子系統及構建其系統級設計。公司還匯編了一個(gè)龐大的生態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境，包含針對ARM7而設計的軟件和工具，能夠降低設計風(fēng)險和縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。將以Flash為基礎ProASIC3器件的靈活性與ARM7處理器結合，Actel已開(kāi)發(fā)出很好的解決方案來(lái)擴展ARM7的可用性能，從高產(chǎn)量應用涵蓋至低產(chǎn)量應用及原型開(kāi)發(fā)，真正實(shí)現ARM7大量應用的時(shí)代。

    嵌入式應用向FPGA傾斜

    隨著(zhù)性能要求越來(lái)越高，嵌人式應用中的控制元器件正由8位向32位轉變。與此同時(shí)，嵌人式應用也因為成本和開(kāi)發(fā)周期壓力開(kāi)始從ASIC轉向FPGA，這種變化已經(jīng)導致設計人員在嵌人式應用的實(shí)現過(guò)程中出現明顯的技術(shù)分化。

市場(chǎng)上還有很多其他軟件IP處理器解決方案能夠在FPGA中實(shí)現，但都是基于專(zhuān)有的架構，而且有關(guān)的開(kāi)發(fā)工具、技術(shù)支持和設計人員經(jīng)驗均有限。ARM7則與這些專(zhuān)有的架構相反，它采用業(yè)界標準的架構，并具備一套由開(kāi)發(fā)工具、技術(shù)支持和嵌人式設計人員知識所組成的完整開(kāi)發(fā)生態(tài)環(huán)境。 


 
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