嵌入式系統(tǒng)與FPGA的最新動向

　　飛思卡爾(Freescale)工業(yè)和多元市場微控制器部亞太區(qū)市場經(jīng)理曾勁濤也認(rèn)為軟件在整個開發(fā)成本中正在占據(jù)更大的比例。曾勁濤以該公司戰(zhàn)略為例，稱飛思卡爾是最早為客戶提供一套完整的軟件支持工具的先行者。其軟件產(chǎn)品包括免費(fèi)的8位的Codewarrier工具和為32位MCU服務(wù)的實(shí)時操作系統(tǒng)MQX，同時還提供了許多其他軟件，使客戶能夠輕松地使用飛思卡爾MCU開始進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　ADI DSP亞洲區(qū)業(yè)務(wù)經(jīng)理陸磊稱，該公司的軟件戰(zhàn)略是為客戶提供免費(fèi)的經(jīng)過優(yōu)化測試的高性能軟件庫，可以簡化客戶的開發(fā)和縮短客戶產(chǎn)品開發(fā)時間。同時，ADI公司為客戶提供開源的Linux系統(tǒng)和驅(qū)動。

　　Silicon Labs公司MCU市場總監(jiān)Mike Salas分析了為何軟件成為MCU廠商關(guān)注的方向。他指出，隨著微控制器(MCU)在其數(shù)字內(nèi)核基礎(chǔ)上的不斷發(fā)展，通過集成更多復(fù)雜的外圍設(shè)備(例如加密/解密模塊、音頻/視頻編碼和解碼器，以及需要完整協(xié)議棧的無線通訊接口)MCU功能正在逐漸擴(kuò)展。所有這些片上系統(tǒng)功能的交互平衡也需要同樣復(fù)雜的固件。開發(fā)和測試固件的時間和成本正在成為影響新產(chǎn)品上市的限制因素。為了幫助縮短上市時間，Silicon Labs為其混合信號MCU提供了多種固件。這包括從簡單外設(shè)(例如ADC)到完整應(yīng)用級參考設(shè)計(jì)(例如Wireless M-Bus套件)所需要的一切。因?yàn)镾ilicon Labs MCU產(chǎn)品的許多目標(biāo)應(yīng)用需要與計(jì)算機(jī)或應(yīng)用處理器進(jìn)行通信，因此該公司根據(jù)需要提供了通信函數(shù)庫和驅(qū)動程序。所有這些代碼使得嵌入式設(shè)計(jì)人員能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品開發(fā)，而不是復(fù)雜的MCU或軟件協(xié)議。

　　為了加大軟件實(shí)力，MCU設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中需要一批應(yīng)用軟件人才。上海普芯達(dá)電子有限公司總經(jīng)理趙依軍稱，普芯達(dá)不僅有一支長期致力于應(yīng)用開發(fā)的工程師隊(duì)伍，還擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，這樣的組合使普芯達(dá)能在芯片設(shè)計(jì)的一開始就充分考慮應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的需求，能在芯片設(shè)計(jì)的整個過程中將硬件功能、性能與軟件設(shè)計(jì)需求緊密地結(jié)合。在應(yīng)用開發(fā)過程中，工程師們也能和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)密切配合，保證軟件有效可靠。

　　系統(tǒng)架構(gòu)師如何定位精準(zhǔn)

　　為了做好應(yīng)用，有些芯片廠商的總設(shè)計(jì)師甚至不是芯片設(shè)計(jì)出身，而是系統(tǒng)應(yīng)用出身。TI多核 DSP業(yè)務(wù)部全球業(yè)務(wù)經(jīng)理Ramesh Kumar在介紹該公司的新一代高性能DSP——TMS320C66x時，透露了該公司如何做到對產(chǎn)品進(jìn)行高精度定位的方法。例如高精度的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用——無線基站、醫(yī)療等。在TI DSP的研發(fā)過程中，在軟件上投入一定比重。這種考量來自于：由于你要構(gòu)建一個非常好的多核系統(tǒng)或片上系統(tǒng)(SoC)，因此你需要非常好的系統(tǒng)級考慮。在TI的DSP團(tuán)隊(duì)里，有相當(dāng)多人都來自于系統(tǒng)廠商，比如愛立信、諾西，甚至聘請?jiān)谀ν辛_拉等通信廠商工作過的資深人才來做TI的CTO(首席技術(shù)官)或首席架構(gòu)師。不是因?yàn)樗麄兊男酒O(shè)計(jì)能力有多強(qiáng)，而是對整個系統(tǒng)架構(gòu)所需要的關(guān)鍵元素做得非常非常精準(zhǔn)。這樣TI就可以把網(wǎng)絡(luò)處理器和傳輸?shù)膮f(xié)處理器固定在里面。這都?xì)w功于從通信系統(tǒng)企業(yè)過來的系統(tǒng)專家，把他們的挑戰(zhàn)和需要的關(guān)鍵元素，以及以往沒有提供過的功能在TI的組織架構(gòu)里提供出來。盡管這些通信系統(tǒng)人才可能并不會開發(fā)出整套軟件，但能使TI能更多地開發(fā)相應(yīng)的核心軟件，把多核系統(tǒng)、多核DSP系統(tǒng)的架構(gòu)搭起來，做成一個具有強(qiáng)大競爭力的系統(tǒng)產(chǎn)品。

　　在WiMAX應(yīng)用方面，TI甚至在北美把某家系統(tǒng)廠商整個WiMAX研發(fā)團(tuán)隊(duì)連鍋端，不在于TI要自己開發(fā)什么WiMAX產(chǎn)品，關(guān)鍵是要對系統(tǒng)的理解和見解，把傳統(tǒng)理解和新需求全都融入到我們多核DSP的開發(fā)里。

　　醫(yī)療領(lǐng)域也是如此，TI有曾在超聲或數(shù)字X光廠商工作過的人才做TI的系統(tǒng)架構(gòu)專家，因?yàn)門I需要非常專注地理解這些應(yīng)用領(lǐng)域架構(gòu)怎么做的，這樣就可以開發(fā)出相應(yīng)的內(nèi)容和核心的IP庫，來為客戶開發(fā)或我們后續(xù)優(yōu)化能提供非常有用的部分。

　　可見，MCU和DSP廠商不僅關(guān)注芯片架構(gòu)，而且正在軟件和架構(gòu)系統(tǒng)方面進(jìn)行，來提高產(chǎn)品的易用性。

　　MCU、DSP與FPGA互相滲透，日趨融合

　　MCU有8、16、32位之分，也有ARM與非ARM之別;目前部分廠商采用了ARM Cortex-M4核，希望進(jìn)軍DSP領(lǐng)域;DSP老大——TI把自己的C2000 DSP系列劃為了MCU業(yè)務(wù)組;同時，FPGA廠商也試圖深入傳統(tǒng)的DSP和嵌入式處理器領(lǐng)域;有些MCU廠商稱其芯片可替代FPGA、DSP??嵌入式處理器的應(yīng)用領(lǐng)域之間互相滲透，芯片功能越來越融合，因此界限越來越模糊。那么他們各自的顯著特點(diǎn)是什么呢?