嵌入式市場的重要轉移趨勢

    嵌入式市場一直是8位微控制器占據的主戰(zhàn)場，雖然過去也有采用32位處理器的嵌入式應用，但只限于少數追求性能的領域。隨著無線、視頻、游戲和高速通信應用市場的增長，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(tǒng)級集成（SLI）應用中32位處理器的用量大增。

    消費電子、汽車、工業(yè)及軍事航空市場的共同需要，正推動著對32位處理器的需求不斷增加。這主要源于有關的設計越來越精密和復雜，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，隨著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）轉向現場可編程門陣列（FPGA），SLI的實現也開始出現轉變。由于ASIC開發(fā)成本增加，要取得收支平衡所需的產量也不斷上升，因而使得越來越多的設計轉向可編程器件。這就使那些過去一直由ASIC解決方案主導的市場（如通信、消費電子和汽車電子等）開始向FPGA轉變，圖2所示為2002年與2008年FPGA市場分布情況的對比。 

    

    同樣是這些造成ASIC成本增加的市場和工藝格局變化，卻使得FPGA的單位系統(tǒng)門成本降低，從而大幅度地提高FPGA器件的集成度。這樣，FPGA器件門密度變得越來越大，足以支持那些幾年前只能采用ASIC器件才能實現的復雜系統(tǒng)級應用。由于FPGA具有產品能夠快速上市的特性，這種設計轉變勢必將持續(xù)下去，為可編程邏輯廠家?guī)砭薮蟮纳虣C。

    廠商應變策略

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

    目前，市場上銷售以ARM7為基礎的微控制器供應商已經超過10家。盡管爭取與微控制器廠家所提供相同處理器的市場好像欠缺說服力，但如果時機恰當，所選的處理器最終能夠主導市場，這將會是一個，很好的策略。如果微控制器能滿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現其設計要求，并將所有功能集成在一個元器件中。ARM7提供的商機在于：它已做好主導32位嵌人式市場的準備（這也是如此多微控制器廠家開發(fā)以ARM7為基礎控制器的原因），而且市場規(guī)模仍小，但增長速度快，因此，目前還沒有廠家獨占市場。這就給許多FPGA廠商及其客戶利用ARM7搶占這個市場的機會，通過發(fā)揮ARM7的優(yōu)勢而立足于市場，并隨32位嵌人式市場一同成長。

    ARM7系列處理器與以Flash為基礎的ProASIC3 FPGA系列產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，而且ARM7在軍事領域的應用受到越來越多的關注。ProASIC3器件為ARM提供了獨一無二的載體，能促進ARM7處理器的發(fā)展以便進人這些市場。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。這個組合也為設計人員帶來優(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，同時優(yōu)化特為ARM開發(fā)的M7ProASIC3 FPGA的應用。為了在M7器件中輕易實現ARM7，Actel已經創(chuàng)建了一整套開發(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IP核開發(fā)平臺，可讓用戶快速實現處理器子系統(tǒng)及構建其系統(tǒng)級設計。公司還匯編了一個龐大的生態(tài)開發(fā)環(huán)境，包含針對ARM7而設計的軟件和工具，能夠降低設計風險和縮短產品開發(fā)周期。將以Flash為基礎ProASIC3器件的靈活性與ARM7處理器結合，Actel已開發(fā)出很好的解決方案來擴展ARM7的可用性能，從高產量應用涵蓋至低產量應用及原型開發(fā)，真正實現ARM7大量應用的時代。

    嵌入式應用向FPGA傾斜

    隨著性能要求越來越高，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，嵌人式應用也因為成本和開發(fā)周期壓力開始從ASIC轉向FPGA，這種變化已經導致設計人員在嵌人式應用的實現過程中出現明顯的技術分化。

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


 
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