英特爾搶灘嵌入式市場 架構之爭漸趨激烈

編者語：嵌入式領域既有誘人的市場，也潛藏著激烈的競爭。對在通用CPU領域習慣于大開大闔、大兵團作戰(zhàn)的英特爾來說，要在瑣細的嵌入式產品市場獲得成功，技術的領先固然重要，正確的心態(tài)也尤為關鍵。

    用“幕后英雄”來形容嵌入式系統(tǒng)應該是非常貼切的。嵌入式系統(tǒng)盡管早已在生產、生活中得到廣泛應用，但由于始終藏身于繽紛炫目的整機之中，甘于“默默奉獻”，恐怕只有業(yè)內人士才能充分理解其存在的價值。

    嵌入式市場前景誘人

    有人認為蒸汽機的應用催生了資本經濟，而現(xiàn)代計算機的應用則催生了知識經濟。自從計算機進入微型化時代以來，通用計算機和嵌入式系統(tǒng)就成為計算機技術的兩大分支。通俗地講，嵌入式系統(tǒng)就是將計算機植入到通信設備、家用電器、儀器儀表等整機中去，實現(xiàn)特定的功能。嵌入式DSP(數字信號處理器)、MCU(微控制器)和嵌入式微處理器都屬于嵌入式系統(tǒng)的范疇，而隨著集成電路設計與制造技術的進步，SoC(系統(tǒng)級芯片)的出現(xiàn)進一步使嵌入式系統(tǒng)的性能和功耗得到優(yōu)化。與通用計算機著重提升系統(tǒng)的運算速度、增大存儲容量不同，嵌入式系統(tǒng)更強調對整機的智能化控制能力。

    由于消費者對信息設備的輕、薄、短、小、低功耗和高可靠性等永無止境的追求，嵌入式系統(tǒng)得以在通信、消費電子、工業(yè)控制、汽車、醫(yī)療、交通、金融、國防等諸多領域迅猛發(fā)展，成為當前最受關注的應用領域之一。根據賽迪顧問提供的數據，2007年全球嵌入式系統(tǒng)產業(yè)規(guī)模已達到4081.6億美元，同比增長17.50%。業(yè)界對于嵌入式系統(tǒng)在移動互聯(lián)網中的應用十分看好，ARM公司(中國)總裁譚軍告訴《中國電子報》記者，到2010年，具備網絡互聯(lián)功能的手機出貨量將達到4億部，比同時期筆記本電腦和臺式電腦出貨量的總和還多。

    今年7月，英特爾嵌入式與通信產品事業(yè)部總經理兼數字企業(yè)事業(yè)部副總裁DouglasDavis在接受中國媒體專訪時表示，互聯(lián)網在經歷以“大型主機”、“服務器和PC機”、“手機和移動互聯(lián)網終端”為載體的3個發(fā)展階段后，將逐步邁向以嵌入式設備為載體的第四階段；到2011年，嵌入式設備的市場價值將超過100億美元，在該領域，目前英特爾所提供的產品已涉及30多個細分市場的3500家客戶。

    英特爾展示雄心

    事實上，通用CPU領域的霸主英特爾“覬覦”嵌入式市場已非一朝一夕了，盡管幾年前推出的XScale處理器并沒有取得預期的成功，但英特爾顯然沒有“知難而退”。今年10月底，英特爾公司正式向中國市場發(fā)布了第一款基于英特爾架構(IA架構)的嵌入式SoC———英特爾ВEP80579集成處理器。據介紹，該系列的8款產品全部基于英特爾奔騰ВM處理器，并且集成了內存控制器中樞以及通信和嵌入式I/O控制器，具有低功耗、小尺寸設計等優(yōu)勢，可將平臺主板尺寸縮小45%，功耗降低34%。該產品將面向傳統(tǒng)嵌入式和工業(yè)用計算機系統(tǒng)、中小型企業(yè)以及家庭網絡存儲、企業(yè)安全、IP電話、無線基礎設施等應用。

    英特爾公司嵌入式與通信事業(yè)部高性能產品部總經理RoseSchooler女士指出：“英特爾架構在嵌入式領域已有超過30年的成功應用經驗。

     通過不斷在技術和應用領域的積累，英特爾能將更復雜的系統(tǒng)融入更小的芯片，英特爾EP80579集成處理器即是最好的例證。英特爾還將不懈創(chuàng)新，進一步擴展IA架構的性能和功能，控制其整體功率、成本和尺寸?！?
   
      除嵌入式SoC之外，在今年早些時候，英特爾還分別推出了面向嵌入式客戶的英特爾凌動處理器Z5XX和N270。英特爾(中國)有限公司產品市場經理潘鋒在接受《中國電子報》記者采訪時表示，其實Z5XX和N270處理器中的CPU芯片是相同的，只是在封裝、外圍配合芯片組的部分做了一些修改。Z5XX是雙芯片的方案，主要面向便攜式產品市場；而N270平臺則搭配了945GSE芯片組，是一個三芯片方案，專門用于滿足數字標牌、交互式客戶終端、瘦客戶機、數字安全、住宅門禁系統(tǒng)、打印成像與工業(yè)控制等嵌入式市場的低功耗需求。

    由此可見，英特爾在嵌入式領域針對不同的細分市場采取了差異化的產品策略，試圖用一套“組合拳”在市場競爭中占得先機。

    競爭日趨激烈

    然而，就嵌入式市場而言，在通用CPU領域呼風喚雨的英特爾卻是一個不折不扣的“挑戰(zhàn)者”。據ARM公司(中國)總裁譚軍透露，2007年，全球范圍內出售的電子產品中有1/4是基于ARM技術的，ARM芯片的出貨量已達到每天1000萬片。英特爾要憑借其X86架構撼動ARM架構在嵌入式領域的優(yōu)勢地位殊非易事。

    嚴格地講，ARM與英特爾并不是直接的競爭對手，因為ARM是一家IP(硅知識產權)供應商，并不直接設計芯片，但ARM的合作伙伴(即接受ARMIP授權的公司)如德州儀器、高通、飛思卡爾、意法半導體、三星等公司都是芯片業(yè)的巨頭，目前，ARM陣營與英特爾的競爭已經在移動互聯(lián)網領域短兵相接。

    X86架構最受人詬病之處在于其偏高的功耗，英特爾的競爭對手正是基于這一點認為其不適用于移動互聯(lián)領域；而英特爾除了憑借其業(yè)界領先的工藝不斷推出低功耗產品之外，也將兼容性強視為其產品的加分因素。DougDavis認為，英特爾架構使軟件實現(xiàn)了可擴展性以及復用，而基于ARM的產品是由很多供應商來提供的，對于客戶來說面臨的主要挑戰(zhàn)是軟件應用的能力，因此，從總體制作成本角度來考慮英特爾是占有優(yōu)勢的。英特爾(中國)有限公司嵌入式事業(yè)部市場總監(jiān)郭京申也表示：“如今不同設備的互聯(lián)互通越來越重要，無論這個機器是大系統(tǒng)還是小系統(tǒng)，都需要提供一個系列的產品。我們有整個系列的產品，可以提供完整的無縫的平臺，其他的廠商提供的產品顯然只是其中一段，因此不具備這樣的能力。隨著嵌入式市場發(fā)生這樣的變化，我們的優(yōu)勢可以越來越明顯地體現(xiàn)出來?！?

    無論如何，移動互聯(lián)網設備對于功耗的要求近乎苛刻，基于RISC(精簡指令集)的ARM架構嵌入式產品在該領域具有先天的優(yōu)勢；而不甘示弱的英特爾自然也會將其全球領先的技術優(yōu)勢發(fā)揮到極致?？梢哉f，無論架構之爭還是商業(yè)模式之爭，迄今為止英特爾與ARM陣營的交鋒還僅僅是前哨戰(zhàn)。英特爾的第二代嵌入式產品線預計將于2009年推出，用于移動互聯(lián)網終端的英特爾下一代平臺(代號“Moorestown”)以及代號為“Lincroft”的處理器將于2009年到2010年間聯(lián)袂發(fā)布。據稱“Moorestown”平臺空閑時的功耗僅為前代產品的1/10，新技術、新產品將給嵌入式市場帶來怎樣的沖擊，業(yè)內人士正拭目以待。

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    英特爾公司嵌入式與通信事業(yè)部首席技術官兼高級工程師PranavMehta：IA架構嵌入式SoC兼顧高性能與低功耗

    在嵌入式互聯(lián)網時代，英特爾EP80579所基于的IA架構有著它獨特的優(yōu)勢。如今大部分的網絡創(chuàng)新都是基于IA架構的，現(xiàn)在推出的許多協(xié)議一般都是先部署在IA的子系統(tǒng)里，然后由IA的子系統(tǒng)協(xié)議擴展到其他設備上去。過去，由于受到器件外形尺寸、功耗等各方面的限制，英特爾在嵌入式市場所能進入的領域非常有限，但是現(xiàn)在我們有了這樣一個集成IA的系統(tǒng)芯片，這就使我們過去的市場障礙都能夠被打破。也就是說，同樣的IA架構目前可以兼顧高性能領域和低能耗的領域。

    嵌入式SoC在網絡安全方面的應用特別引人關注，集成在英特爾EP80579集成處理器上的英特爾ВQuickAssist技術對該領域的應用提供了極大的幫助。該技術簡化了加速器在IA架構上的部署，有助于加快加密及數據包處理速度，適用于安全應用領域。QuickAssist技術提升了整體的能效表現(xiàn)，更高的集成度和單芯片設計讓解決方案性價比更高、體積更小。

    SoC的應用無疑加大了芯片開發(fā)的復雜度，要處理好這個問題就需要在I/O的子系統(tǒng)和CPU的子系統(tǒng)之間求得合理的平衡。英特爾擁有一個非常全面的性能衡量的指標體系，通過這樣一個指標體系，可以預測我們的平臺是否能滿足目標應用的需求，所以在這方面我們的基準測試定義得非常清楚。另外，英特爾擁有一個非常健全、成熟的模擬系統(tǒng)，一個產品從它的定義階段到開發(fā)階段都可以用這樣一個模擬系統(tǒng)來監(jiān)督，使我們的設計最終能夠達到我們原來設定的目標。以我們推出的英特爾EP80579這款產品為例，在設計的時候，我們對于英特爾EP80579的性能就提出了一個目標，在設計開發(fā)結束之后，最終產品的性能同我們原來預測的性能之間誤差不超過3%，可見我們在這方面有非常成熟的技術。

    合眾達國際有限公司總經理俞高峰：立足研發(fā)緊跟高端技術

    半導體技術發(fā)展非常迅速，分銷商必須在技術上快速跟進。例如，在嵌入式產品領域，如果IC設計公司已經發(fā)展到SoC，而分銷商還在做多芯片方案，顯然就跟不上技術演進的步伐。因此，分銷商應該具備穩(wěn)定的研發(fā)隊伍，持續(xù)地跟進新技術的發(fā)展。

    合眾達國際多年來一直專注于DSP技術應用。今年10月，合眾達向業(yè)界推出了基于TI主流的達芬奇技術的硬件平臺SEED-DVS6446和XDS560DSP開發(fā)工具SEED-XDS560PLUS。

    SEED-DVS6446充分發(fā)揮達芬奇高集成度硬件、音視頻軟件算法優(yōu)勢，具有體積小、布線簡單、成本低、不占用主機資源等特點，可廣泛應用于電力視頻監(jiān)控、樓宇監(jiān)控、可視對講、遠程教學等場合。目前，SEED-DVS6446是TI指定達芬奇培訓硬件平臺。SEED-XDS560PLUS是合眾達推出的第七代仿真器，與傳統(tǒng)XDS560USB和XDS510仿真器相比，XDS560PLUS具有下載速度快、RTDX(實時數據轉換)能力強、抗干擾性強、體積小、無需外接電源等諸多優(yōu)點。

    受市場環(huán)境影響，半導體分銷企業(yè)也會面臨一個相對比較困難的局面。

但是從嵌入式產品的角度來說，影響是暫時的。從技術發(fā)展來看，嵌入式產品是半導體產業(yè)中發(fā)展速度很快的一個分支，半導體產業(yè)整體增長速度一般是10%-20%，而嵌入式產品卻能保持30%以上的增長率。
   
     ARM公司中國區(qū)總裁譚軍：HKMG技術可用于眾多嵌入式領域

    從應用角度而言，我們認為移動互聯(lián)網設備將是嵌入式產品的熱點。移動互聯(lián)網設備是在手機平臺上逐步發(fā)展起來的，除通話功能外，還具備互聯(lián)網功能。也許有人會對手機是否需要互聯(lián)網功能提出質疑，但事實上技術的發(fā)展是可以推動市場應用的。試想，當初剛開始在手機中集成數碼相機時也有人懷疑是否必要，而現(xiàn)在幾乎所有手機都配備數碼相機了。據預測，到2010年，具備網絡互聯(lián)功能的手機出貨量將達到4億部，比同時期筆記本電腦和臺式電腦出貨量的總和還多。

    在Web2.0時代，網頁的復雜程度迅速提高，消費者要求移動互聯(lián)設備有更好的用戶界面，有高分辨率的顯示屏，并且要求隨時隨地能獲取或提供內容，這不僅對器件的性能提出更高的要求，對功耗的要求也非常嚴格。

    目前，ARM11內核已經在具備互聯(lián)網功能的手機中得到應用，而下一代將推出的自然是基于CortexA8和CortexA9內核的產品。CortexA8處理器在功耗、尺寸等方面都優(yōu)于競爭產品，而基于CortexA9的多核處理器將進一步提高性能，并降低功耗。

    當然，隨著功能的增強，芯片設計復雜度的提高及成本的上升也會給處理器帶來挑戰(zhàn)，ARM提供的物理IP就會幫助IC芯片設計公司把設計好的SoC在版圖層面得以實現(xiàn)。今年10月，ARM宣布將為IBM、特許半導體和三星的“CommonPlat-form”技術聯(lián)盟開發(fā)和授權一個包括邏輯、存儲和接口產品在內的物理IP設計平臺，用于他們向其客戶銷售的產品。

    我們知道，移動互聯(lián)網設備對器件性能要求很高，對器件功耗要求更高。但是，當器件特征尺寸縮小到32納米時，由于漏電流的增大，器件的功耗已經增大到無法接受的程度。于是，芯片制造企業(yè)開始從器件材料入手，采用HKMG(高介電、金屬柵)，以達到降低器件功耗的目的。因此，ARM也宣布將利用“CommonPlatform”技術聯(lián)盟HKMG32納米/28納米技術獨特的特性，開發(fā)定制化的物理IP，以實現(xiàn)當前和未來的ARMCortex系列處理器在功耗、性能和尺寸等方面的優(yōu)化。

    HKMG技術打破了歷史上關于擴展的障礙，通過利用新材料科技的創(chuàng)新，大大提高了在功耗和性能方面的優(yōu)勢。這個技術可用于眾多嵌入式領域，包括移動產品、便攜產品和消費電子產品。