各品牌MCU对比.doc

嵌入式应用MCU业务被证明是半导体产品市场上一项赚钱的业务。根据市场调研公司iSuppli的统计，仅仅在中国，目前嵌入式应用MCU市场每年都有20亿美元左右的规模。因此，在半导体业务增速放缓，经济大环境并不乐观的情况下，大多数拥有MCU业务的公司都在加强该项业务。而在此过程中，MCU厂商的策略各有不同。 CortexM3拓展消费和工业市场或将形成三足鼎立局面 毫无疑问，基于ARMCortex-M3的MCU产品目前在嵌入式MCU市场掀起了一股热潮。多家MCU企业已经推出或计划推出基于该核心的MCU。例如，意法半导体、恩智浦、Atmel和东芝半导体等企业已推出多款基于ARMCortex-M3的MCU。德州仪器通过收购Luminary，获得了基于该核心的产品。此外，富士通微电子等企业将于2010年推出基于ARMCor-tex-M3的MCU。由于基于ARMCortex-M3核心的微控制器具有低成本、低功耗和中等性能等特性，可以替代目前工业市场和消费电子市场中一些16位MCU，因此，ARMCortex-M3的重点市场是工业控制、消费电子等通用市场。 从目前的市场推广情况看，虽然意法半导体落后于Luminary推出基于ARMCortex-M3的MCU，但它仍是业内第一家推出基于该核心MCU的主流半导体公司。而且，意法半导体的产品线较为齐全，到目前为止已推出70多款产品，涵盖高中低各档次应用，产品功能也日益完善，因此在市场上已陆续赢得多项设计。总体来说，意法半导体产品市场推进速度最快，未来应该是ARMCortex-M3MCU的一个主要供应商。 恩智浦在意法半导体之后推出ARMCortex-M3MCU产品。虽然未能抢得先机，但由于恩智浦ARMCortex-M3MCU基于最新的Cortex-M3R2修订版内核，因此其产品具有一定的先进性。例如，R2修订版内核增加了高度集成的功率控制。利用该技术，恩智浦ARMCortex-M3MCU功耗可以达到业界最低。其LPC1300系列在工作频率为70MHz时，功耗约为200A/MHz。而且，恩智浦Cortex-M3MCU产品运行速度高，工作速度可达100MHz。此外，恩智浦也在不断积极完善其产品线。因此，可以预见，恩智浦也将成为ARMCortex-M3MCU市场上一支重要的力量。 德州仪器在2009年5月收购了Lu-minary。Luminary的产品线是基于ARMCortex-M3的MCU。在此之前的一些年中，德州仪器的ARMMCU技术路线一直是停滞不前的，而对Luminary的收购则改变了这一局面。由于LuminaryCortex-M3MCU产品线有一定的水准，再加上德州仪器的市场营销力量，未来德州仪器也将是ARMCortex-M3MCU市场上一支不容忽视的力量。 虽然也有一些企业在市场上推进其基于ARMCortex-M3的MCU产品，但产品线的丰富程度都无法与上述三家企业相比，而且跟进速度也略显缓慢。在这种情况下，近期上述三家企业凭借广泛的产品线以及已经赢得的市场先机，可能在ARMCortex-M3MCU领域构筑起三足鼎立的局面。 专有核心仍占32位主流市场长期增长要看未来演进 虽然基于ARM核心的32位嵌入式MCU产品正在加速赢得设计，但目前专有核心仍然占据32位MCU的主流市场。例如，根据相关市场调研公司的统计，瑞萨专有核心32位MCU占据27.7%的32位MCU市场，NEC市场份额为22.9%，飞思卡尔为17.3%。仅三者之和就接近70%，不要说市场上还有东芝半导体、Atmel、富士通微电子和微芯等企业的专有核心产品。 专有核心在一些专用领域，例如网络通信、汽车电子、医疗电子等仍然保持优势市场地位。根据市场研究公司StrategyAnalytics的相关统计，2008年整个汽车MCU市场为55亿美元。其中，飞思卡尔、瑞萨以及NEC占据该行业前三强的位置，三家公司市场份额总计达到60%。而在工业领域，最著名的32位MCU核心是飞思卡尔的ColdFire。而且，虽然ARM核心MCU产品正在扩大工业市场应用，但飞思卡尔、瑞萨等企业也在加紧寻找工业市场的新机遇。例如，2009年，飞思卡尔推出MCF5225x和MCF51CN128/64ColdFire产品。这些产品都具有很好的连接性和非常完善的生态系统，还免费赠送实时操作系统，这大大降低了客户介入32位MCU应用的成本。这类产品在楼宇控制和高端医疗市场很受欢迎。再如，富士通微电子在所关注的电机控制、系统控制和仪器仪表产品等工业领域，推出处理速度高达80MIPS的高性能32位FR60MCU产品，产品质量稳定可靠，外设集成度高，能够满足工业应用的需求。 从整体发展情况看，专有核心仍然保持强大的竞争优势。这是因为专有核心长期以来在相关领域有长期的应用积累，在软硬件开发和支持上都很成熟。因此，从中短期发展情况来看，ColdFire、SuperH等专有核心仍将保持较快增长。但专有核心也面临一些瓶颈。例如，比较难实现跨领域推广，工具的成本比ARM要高，而且支持力度也会比ARM产品要小。因此，与ARM产品相比，两者未来长期发展过程中所呈现的状况，还有待我们观察。调查发现： 1、51系列、PIC系列内核逐步被放弃，ARM将成为MCU主流内核；2、消费类电子仍是MCU的最大应用领域；3、低功耗与高集成度是未来最被关注的两大技术趋势；4、医疗电子市场成为MCU下一热点应用领域。调查结果：对比09年以及今年的调查结果，产业格局变动明显。其中应用51系列MCU内核的厂商由去年的45%跌落至28%，ARM内核厂商市场份额基本平 稳，PIC系列也由去年的25%下滑至7%。另外，再从厂商将来希望更换的MCU内核调查表显示，66%的厂商希望更换为ARM系列内核，51系列与 PIC系列分别跌至9%以及8%。由此可见，ARM内核已成为绝大多数MCU厂商希望涉足的领域。如下表所示，对MCU最为关注的还是以消费类电子领域为主，所占份额为37%，其次为工业电子，值得一提的是，相较于去年仅占7%医疗电子，今年上升到了19%，可见已有越来越多的厂商涉足医疗电子这一块，医疗电子将成为MCU下一热点应用领域。在调查“比较看好MCU在哪些细分领域的发展”的数据中显示，消费类电子仍是最被看好的领域，其次是医疗与汽车电子。低功耗与高集成度仍是MCU未来的发展方向，分别有34%、28%的人关注这两个趋势。调查总结：自ARM Cortext M微控制器爆发，将MCU传统的市场给彻底颠覆了。过去一直停留在8位低端阶段的产品，正是因为ARM的出现，使MCU慢慢地向32位高端产品靠近，因为 它可以将32位MCU的价格做到低价。在本次MCU技术创新与嵌入式应用大会中，包括有恩智浦、ST、飞思卡尔、新唐、富士通、TI、爱特梅尔等众多半导 体巨头纷纷向与会者推介了基于ARM内核的 MCU。同时，在与会者调查报告的结果中也可以看到，将会有越来越多的人关注并转向ARM行列中去，ARM已经在MCU领域中扮演越来越重要的角色。关键字： DSP 飞思卡尔 英特尔 德州仪器 多核处理器 引言：传统上，飞思卡尔凭借其Power PC处理器霸守在通信处理器市场；而TI凭借其浮点/定点C6000系列霸守在通信DSP市场，双方井水不犯河水。但是现在飞思卡尔欲凭其多核的Star core进入对方的市场了，这里最重要的原因则是英特尔这个巨人一直在后面拿着刀子追，欲抢夺飞思卡尔Power PC的市场，从此三者之间玩起了一场多核处理器的战争 “以前高端DSP市场只是德州仪器一家在玩，现在我们加入进来。因为我们认为，现在正是DSP由单核向多核转型的重要时期，借这个转型的机会，DSP市场的格局将会打破。”在日前的飞思卡尔技术论坛上，其高级副总裁兼网络与多媒体部总经理Lisa Su对国际电子商情记者表示。 无线通信网络设施的最新设计正在由3G向4G转型，随着对多载波、高速、多任务的支持，基站与核心网设备对多核处理器的需求越来越强。传统上，飞思卡尔凭借其Power PC架构的系列处理器霸守在通信处理器市场；而TI凭借其可编程的浮点/定点C6000霸守在通信DSP市场，双方井水不犯河水。但是现在，飞思卡尔欲凭其多核的Star core系列DSP进入对方的市场了，这里一方面是因为多核DSP市场的诱人，另一方面是因为几年前飞思卡尔捡到了Star Core这个烫手的山芋，必须将之商用化，而笔者认为最大的原因还是有英特尔这个巨人一直在后面拿着刀子追，欲抢夺飞思卡尔Power PC的市场。 飞思卡尔技术论坛现场“英特尔是一个强大的竞争对手。”正如Lisa Su对国际电子商情所说。虽然Power PC一直在嵌入式MPU市场坐头把交椅，但这只是目前，未来就不好说了，因为英特尔正投入巨资进入嵌入式MPU市场，前不久近9亿美元收购风河就是对飞思卡尔最大的威胁。风河的VxWorKs一直是跑在Power PC处理器上的最流行的实时操作系统，现在被飞思卡尔潜在的最大竞争对手收购，这对飞思卡尔来说无疑是横刀夺爱，而英特尔的聪明也就体现在这里，他首先想到的就是要断了竞争对手的后路。虽然Lisa Su表示：“我们已与风河多次沟通，他们表示将会持续支持我们的客户，因为市场仍是由客户说了算。”但是飞思卡尔不得不做更长期的打算，Lisa Su透露，飞思卡尔将会走两条路：一条是与其它实时操作系统厂商更紧密的合作；另一个将会寻求在Linux上开发实时操作系统。“虽然Linux目前不支持实时操作系统，但是并不表示完全没有这个可能。” Lisa Su：以前DSP市场只有TI一个玩家，现在我们要打破这个格局。而收购风河的同时，英特尔在通信网络市场即将推出下一代的基于Nehalem架构的多核处理器，它是目前酷睿微架构的演进版。英特尔嵌入式与通信事业部CTO Pranav Mehta特别表示，嵌入式市场分为高中低三部分，一般来说，人们容易想到的是英特尔的Atom处理器，其实，英特尔在高端通信与网络处理器市场一直有客户在采用，网络处理器与基于酷睿微架构的高端处理器都非常受欢迎，下一代将通过更低功耗，超强能效的Nehalem架构来实现他们在这一市场的布局。单核Nehalem的主频就可达3GHz，而功耗比酷睿微架构更低，将以45nm或者更先进的工艺来生产。 面对这一强大的敌人，飞思卡尔也在行动。此次飞思卡尔论坛上，它推出了8核的QorIQ P4080，内含8个增强型Power架构的e500mc内核(单个内核主频可高达1.5GHz)。这8个核可以作为8个对称多处理器内核，也可作为非对称处理器内核工作，或者对称与非对称同时组合，架构非常灵活。更重要的是P4080具有非常丰富的接口。包括10GB以太网控制器和8个1GB以太网控制器。对此，Lisa Su特别强调：“与英特尔的MPU比，他们是通用MPU，而我们是专门针对通信与网络市场的MPU，接口功能丰富，且支持十几年的产品寿命周期。” 而面对TI这个传统DSP的强大竞争对手，飞思卡尔此次宣布推出一款4核DSPMSC8154，这款4核DSP实际上是之前已商用的一款6核DSP MSC8156的低功耗版。可见，在强调多核高处理能力的同时，功耗也是大家竞争的一个非常重要的指标。“并且，飞思卡尔是嵌入式MPU中第一个采用45nm工艺的厂商。”她表示。 然而，除了多核、工艺和功耗的竞争外，决定这三者胜负的一个最重要的因素却是开发工具和软件的支持。 软件与工具决定多核时代的胜者 尽管已有几年的商用历史，但目前对于多核处理器/多核DSP来说，开发工具与配套的软件仍是最大的阻碍。谁能营造一个基于自己平台的最佳的软件环境，谁就会赢得这场战争。这一点，以上三家公司的高层都非常清楚。 英特尔已营造多核开发环境多年，并且已将多核教材引入到大学。不过，虽然基于X86的架构为其嵌入式MPU提供了便利，但是嵌入式应用与通用CPU会有非常大的不同，英特尔在嵌入式市场的软件支持还有很多需要完善的地方，还需要获得更多第三方软件厂商的支持。 TI的DSP开发环境是非常成熟的，但是进入多核时代后，会出现新的要求，TI需要做的事情也很多。 飞思卡尔半导体董事会主席兼首席执行官Rich Beyer作为DSP的后来者，飞思卡尔Star Core的软件环境相对来说弱一些，所以飞思卡尔CEO在主题演讲中特别指出要花更多的力量投入到软件和工具的开发中。不过，Lisa Su表示：“我们在DSP方面已有非常好的仿真与调试工具。”同时她也坦承：“我们目前已有很多投入，但是还不够，我们会投入更多资源在软件，更快地将产品推出。” 在多核Power PC方面，飞思卡尔最新推出专门针对多核处理器的开发平台VortiQa，用户可以更快地推出产品。不过，令飞思卡尔恼火的是几十年来Power PC架构上最佳的实时操作系统拍档风河被英特尔抢去，现在，飞思卡尔除了要营造Star Core的软件环境外，还要再花精力来重新打造本来已很成熟的Power PC上的软件环境，英特尔的这招实在够狠。 从目前3G向LTE 4G迁移之路刚刚开始