處理器：跨界來(lái)的太快，就像龍卷風(fēng)，我還來(lái)不及接受

微控制單元(Microcontroller Unit;MCU) ，又稱(chēng)單片微型計算機(Single Chip Microcomputer )或者單片機，是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規格做適當縮減，并將內存(memory)、計數器(Timer)、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場(chǎng)合做不同組合控制。很多企業(yè)已經(jīng)并不滿(mǎn)足單一主打產(chǎn)品的經(jīng)營(yíng)模式，都在尋找更好的產(chǎn)品，嘗試新鮮的東西，我們最常聽(tīng)說(shuō)的就是，百度造車(chē)。而近日，芯片領(lǐng)域的企業(yè)也不甘示弱，也都紛紛的來(lái)跨界，但是，并不是跨界造車(chē)哦。最近NXP就推出了一款跨界處理器。

處理器的跨界是怎么玩的呢?NXP資深副總裁兼微控制器業(yè)務(wù)線(xiàn)總經(jīng)理GEOFF LEES介紹了這個(gè)跨界的過(guò)程。

NXP資深副總裁兼微控制器業(yè)務(wù)線(xiàn)總經(jīng)理GEOFF LEES

緣　起

自從1986年進(jìn)入中國市場(chǎng)，NXP的MCU和應用處理器很大一部分都是在中國設計生產(chǎn)的，因為NXP有50%的市場(chǎng)在中國。GEOFF介紹，中國的嵌入式市場(chǎng)在過(guò)去3～5年里增長(cháng)非常迅速，并且預計在未來(lái)的3～5年里，增長(cháng)勢頭依然強勁，5年內的市場(chǎng)份額增長(cháng)了1.6倍，是全球市場(chǎng)增長(cháng)速度的2倍，這些都源于物聯(lián)網(wǎng)應用的快速發(fā)展。比如NXP　KE1系列，是針對中國的家電和工業(yè)應用研發(fā)的，主要解決抗干擾和抗靜電問(wèn)題，現在此產(chǎn)品已經(jīng)推廣到全球;i.MX　6ULL和6SLL系列產(chǎn)品在物聯(lián)網(wǎng)應用市場(chǎng)口碑極好。

但是隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)應用不斷發(fā)展，對處理器的功能要求也越來(lái)越高，例如人工智能、機器學(xué)習、無(wú)人駕駛等，要求處理能力越來(lái)越強、功耗越來(lái)越低、體積越來(lái)越小，總之，就是希望體積和功耗要向MCU看齊，處理能力要向MPU看齊，客戶(hù)提出如此苛刻的要求，NXP的中國工程師就開(kāi)始了研發(fā)之路。

面 市

經(jīng)過(guò)NXP中國工程師的努力，這款跨界處理器終于面市，NXP給它冠名為i.MX RT系列，其采用FD-SOI技術(shù)，GEOFF解釋這款跨界處理器選用FD-SOI技術(shù)的原因有兩個(gè)：第一個(gè)原因是隨著(zhù)晶片技術(shù)的發(fā)展，成本和復雜度已經(jīng)越來(lái)越高，所以需要利用市場(chǎng)上已經(jīng)有的28 nm的生產(chǎn)設備;另一方面現在的需求多種多樣，例如有的應用對模擬性能要求高，有的對RF要求高，有的對功耗要求高，有的要求快速喚醒，有的需要可以和網(wǎng)絡(luò )或者云進(jìn)行通信，總之應用五花八門(mén)，FD-SOI技術(shù)可以滿(mǎn)足，NXP認為這是非常好的一個(gè)芯片技術(shù)，現在公司在微控制器、微處理器和物聯(lián)網(wǎng)方面投資的50%都是基于FD-SOI技術(shù)的，未來(lái)還會(huì )有更多的處理器采用此技術(shù)。

i.MX RT處理器基于Cortex-M7內核，主頻為600 MHz，此芯片上可以運行實(shí)時(shí)操作系統，既融合了MCU設計簡(jiǎn)單、快速量產(chǎn)、產(chǎn)品迅速上市的特性，又可以擁有運行安卓或者Linux系統的微處理器的性能。在現場(chǎng)展示的Demo，是NXP在上海的工程師用了三天時(shí)間做出來(lái)了的，為什么可以這么快呢?因為雖然i.MX RT的性能非常高，但是其仍然采用了MCU的應用架構，并且開(kāi)發(fā)工具、開(kāi)發(fā)軟件、生態(tài)環(huán)境也都跟MCU的一樣。

這就是工程師三天開(kāi)發(fā)出來(lái)的板子

在講到為什么i.MX RT選擇了Cortex-M內核，而不是Cortex-R內核，GEOFF這樣解釋?zhuān)阂驗镃ortex-R內核是比較復雜的核，只有在汽車(chē)等安全要求比較高的應用中，Cortex-R內核才能顯示出它的優(yōu)勢。而Cortex-M內核在性能上跟R是一樣的，在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應用中，Cortex-A肯定比Cortex-R具備更寬廣的市場(chǎng)，未來(lái)也會(huì )有更多針對物聯(lián)網(wǎng)應用的處理器選擇Cortex-M內核。

現在已經(jīng)量產(chǎn)的i.MX RT1050跨界處理器的價(jià)格不到3美元，據NXP半導體微控制器產(chǎn)品線(xiàn)全球資深產(chǎn)品經(jīng)理曾勁濤介紹，NXP在未來(lái)幾年還會(huì )繼續推出此系列其他產(chǎn)品，有的會(huì )提高性能，有的會(huì )降低價(jià)格，總之，這個(gè)系列產(chǎn)品未來(lái)會(huì )非常豐富。筆者覺(jué)得，NXP這是要把跨界玩到底的節奏啊!

MCU都能玩出跨界，這就是NXP面對物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)大市場(chǎng)玩出的新花樣!

補充知識點(diǎn)：FD-SOI技術(shù)

FD-SOI(全耗盡型絕緣層上硅)技術(shù)是一種新的工藝技術(shù)，有望成為30 nm以下技術(shù)節點(diǎn)中成本效益最高的制造工藝。如果采用28納米技術(shù)制作一顆晶片，在相同的選件和金屬層條件下，FD-SOI需要38個(gè)掩模，而某些基板CMOS則需要多達50個(gè)掩模。FD-SOI縮減制造工序15%，縮短交貨期10%，這兩大優(yōu)點(diǎn)可大幅降低成本。此外，采用FD-SOI工藝制造的芯片在功耗上可以大幅降低，還可以縮小面積、節約成本。與FinFET技術(shù)相比，FD-SOI的優(yōu)勢更加明顯。FD-SOI向后兼容傳統的成熟的基板CMOS工藝。因此，工程師開(kāi)發(fā)下一代產(chǎn)品時(shí)可沿用現存開(kāi)發(fā)工具和設計方法，而且將現有300 mm晶片制造廠(chǎng)改造成FD-SOI晶片生產(chǎn)線(xiàn)十分容易，因為大多數設備可以重新再用。