工業(yè)4.0會(huì)是ARM與X86在嵌入式市場(chǎng)對(duì)決的主戰(zhàn)場(chǎng)？

2015年年中，英特爾嵌入式事業(yè)部已經(jīng)升級(jí)為英特爾物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部，直接向CEO匯報(bào)。最近英特爾請(qǐng)來(lái)了高通CDMA技術(shù)部門的聯(lián)席總裁負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，擔(dān)任系統(tǒng)架構(gòu)集團(tuán)總裁。不禁讓人猜測(cè)，英特爾這是要狙擊ARM在工業(yè)PC市場(chǎng)的影響力？原因是，目前，ARM的實(shí)力開始滲透到Intel主導(dǎo)的嵌入式芯片市場(chǎng)，在一部分領(lǐng)域ARM平臺(tái)的嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)嶄露頭角。

 

多方業(yè)內(nèi)人士表示，ARM會(huì)是趨勢(shì)，并不僅僅因?yàn)橄鄬?duì)低廉的價(jià)格，在功耗、集顯、連接方面也有優(yōu)勢(shì)。未來(lái)嵌入式市場(chǎng)可能會(huì)形成中高端會(huì)是Intel主導(dǎo)，低端由ARM的產(chǎn)品蠶食的雙雄格局。不過(guò)英特爾依然有能力維護(hù)其一家獨(dú)大的局面，畢竟性能更強(qiáng)大兼容安卓系統(tǒng)和windows雙系統(tǒng)，也有豐富的低功耗性價(jià)比產(chǎn)品線。

 

工業(yè)4.0的普及推動(dòng)了設(shè)備與機(jī)器的智能化發(fā)展，同時(shí)也為應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件提出了更高的要求。在面對(duì)龐大的數(shù)據(jù)吞吐量、持續(xù)的運(yùn)行時(shí)間以及嚴(yán)苛的工作環(huán)境等諸多挑戰(zhàn)時(shí)，高性能是保證設(shè)備穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵因素。除了高性能之外，工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诟鼜?qiáng)大的視頻加速以及更寬泛的擴(kuò)展性、連接性及產(chǎn)品生命周期也有著更高的需求。

 

嵌入式芯片如何差異化？

 

目前各大半導(dǎo)體公司都瞄準(zhǔn)了嵌入式處理器這一市場(chǎng)，包括德州儀器、意法半導(dǎo)體、瑞薩、NXP、飛思卡爾在內(nèi)都在想方設(shè)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化。近日，德州儀器（TI）發(fā)布了其處理器平臺(tái)中性能最高的器件——Sitara AM57x處理器系列，與OMAP系列不同，AM57x還集成了MCU、DSP和PRU(可編程實(shí)時(shí)單元)以及應(yīng)用于多媒體的視頻及圖形加速器，這樣的配置使得AM57x顯著的區(qū)別于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

 

“這種異構(gòu)的架構(gòu)也是TI獨(dú)創(chuàng)的，我們可以把很多DSP、MCU放在一個(gè)系統(tǒng)里，其它很多家做不到，因?yàn)樗麤]辦法做核與核之間的協(xié)調(diào)、通訊，他們解決不了這個(gè)問(wèn)題” TI嵌入式處理器業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理鮑震表示，這種高集成性帶來(lái)了非常大的設(shè)計(jì)難度和門檻，同時(shí)也帶來(lái)了更強(qiáng)大的性能。據(jù)了解，AM57x采用ARM Cortex-A15作為內(nèi)核，憑借其獨(dú)特的異構(gòu)架構(gòu)，適用于多種嵌入式和工業(yè)應(yīng)用。相較于四核ARM Cortex-A9處理器，其性能提高了40%，而相較于雙核A9處理器，則提高了280%的性能。

 

工業(yè)應(yīng)用的幾大需求

 

鮑震表示，針對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工廠自動(dòng)化、機(jī)器視覺、嵌入式計(jì)算、人機(jī)界面、機(jī)器人、醫(yī)療成像以及航空電子設(shè)備等行業(yè)需求，需要用單芯片實(shí)現(xiàn)過(guò)去多芯片的各種功能。“有些客戶需要DSP很強(qiáng)，其他都不要；有些要DSP強(qiáng)，又要ARM強(qiáng)，還要視頻，很少碰到這樣的需要。有些客戶碰到的產(chǎn)品是要么ARM非常強(qiáng)，但是沒有視頻的加速能力。所以我們AM57x也是看準(zhǔn)了市場(chǎng)上一個(gè)空檔，基本上很難把一個(gè)產(chǎn)品做得如此完美，TI也花了很多時(shí)間去開發(fā)這個(gè)產(chǎn)品。”

 

“高性能、低延時(shí)，多媒體加速，寬泛的連接、擴(kuò)展性和生命周期是AM57x的優(yōu)勢(shì)所在。”鮑震表示。針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域，目前ARM架構(gòu)處理器正在大舉進(jìn)軍X86的傳統(tǒng)市場(chǎng)。因此Intel也開始逐漸針對(duì)該領(lǐng)域做低功耗和小型化，以應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。鮑震以工業(yè)機(jī)器人為例，他表示許多客戶抱怨X86平臺(tái)的體積太大，必須增加散熱器和風(fēng)扇。不過(guò)鮑震表示，目前客戶普遍反映X86的工業(yè)PC仍然是體積大、成本高，反而他們不是很考慮功耗的問(wèn)題。

 

“很多客戶問(wèn)我你們M4的MCU用來(lái)干嘛？我們的雙核M4的內(nèi)核主要是做工業(yè)傳感器的采集，可以提供普通MCU不可想象的性能。”鮑震表示，TI會(huì)把很多汽車領(lǐng)域的技術(shù)帶到工業(yè)領(lǐng)域來(lái)，比如PRU(可編程實(shí)時(shí)單元)，“你在做實(shí)施控制時(shí)，很容易算出程序可以消耗多少個(gè)周期數(shù)，這是PRU的好處，所以其目前用來(lái)做各種各樣協(xié)議的支持以及工業(yè)總線的支持。”

 

“用AM57x可以把工業(yè)PC的尺寸縮小至少一倍，而性能則相當(dāng)。”此外，由于AM57x有強(qiáng)大的視頻加速功能，不僅可以感測(cè)視頻信號(hào)，還可以進(jìn)行分析。“比如產(chǎn)品經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線，發(fā)現(xiàn)某個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)簽印反了，利用機(jī)器視覺可以自動(dòng)將標(biāo)簽貼翻的產(chǎn)品抓取出來(lái)，作為次品處理。”鮑震表示，這種強(qiáng)大的視頻處理能力，還可以應(yīng)用到醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。“在深圳的南山很多地方，停車場(chǎng)不需要刷卡，可以自動(dòng)記住車牌。這里就應(yīng)用到了機(jī)器視覺技術(shù)。”

 

更多的接口和連接性也是工業(yè)領(lǐng)域的特殊需求。“我們目前支持的兩個(gè)PCIe、2Gb以太網(wǎng)、USB3與USB2、SATA、2個(gè)DCAN、QSPI、10個(gè)UART，這個(gè)也蠻重要的，尤其在中國(guó)有很多工業(yè)設(shè)備都是串行接口，我們有10個(gè)UART口的時(shí)候，客戶應(yīng)該會(huì)非常喜歡。”鮑震表示，在機(jī)器視覺應(yīng)用中，客戶也需要更多路的視頻接入，而AM57x豐富的接口則滿足這一點(diǎn)。在智能電網(wǎng)和測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域則需要用盡量少的電纜支持各種工業(yè)的協(xié)議。

 

TI嵌入式處理器業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理鮑震