英特尔抢滩嵌入式市场 架构之争渐趋激烈

编者语：嵌入式领域既有诱人的市场，也潜藏着激烈的竞争。对在通用CPU领域习惯于大开大阖、大兵团作战的英特尔来说，要在琐细的嵌入式产品市场获得成功，技术的领先固然重要，正确的心态也尤为关键。

    用“幕后英雄”来形容嵌入式系统应该是非常贴切的。嵌入式系统尽管早已在生产、生活中得到广泛应用，但由于始终藏身于缤纷炫目的整机之中，甘于“默默奉献”，恐怕只有业内人士才能充分理解其存在的价值。

    嵌入式市场前景诱人

    有人认为蒸汽机的应用催生了资本经济，而现代计算机的应用则催生了知识经济。自从计算机进入微型化时代以来，通用计算机和嵌入式系统就成为计算机技术的两大分支。通俗地讲，嵌入式系统就是将计算机植入到通信设备、家用电器、仪器仪表等整机中去，实现特定的功能。嵌入式DSP(数字信号处理器)、MCU(微控制器)和嵌入式微处理器都属于嵌入式系统的范畴，而随着集成电路设计与制造技术的进步，SoC(系统级芯片)的出现进一步使嵌入式系统的性能和功耗得到优化。与通用计算机着重提升系统的运算速度、增大存储容量不同，嵌入式系统更强调对整机的智能化控制能力。

    由于消费者对信息设备的轻、薄、短、小、低功耗和高可靠性等永无止境的追求，嵌入式系统得以在通信、消费电子、工业控制、汽车、医疗、交通、金融、国防等诸多领域迅猛发展，成为当前最受关注的应用领域之一。根据赛迪顾问提供的数据，2007年全球嵌入式系统产业规模已达到4081.6亿美元，同比增长17.50%。业界对于嵌入式系统在移动互联网中的应用十分看好，ARM公司(中国)总裁谭军告诉《中国电子报》记者，到2010年，具备网络互联功能的手机出货量将达到4亿部，比同时期笔记本电脑和台式电脑出货量的总和还多。

    今年7月，英特尔嵌入式与通信产品事业部总经理兼数字企业事业部副总裁DouglasDavis在接受中国媒体专访时表示，互联网在经历以“大型主机”、“服务器和PC机”、“手机和移动互联网终端”为载体的3个发展阶段后，将逐步迈向以嵌入式设备为载体的第四阶段；到2011年，嵌入式设备的市场价值将超过100亿美元，在该领域，目前英特尔所提供的产品已涉及30多个细分市场的3500家客户。

    英特尔展示雄心

    事实上，通用CPU领域的霸主英特尔“觊觎”嵌入式市场已非一朝一夕了，尽管几年前推出的XScale处理器并没有取得预期的成功，但英特尔显然没有“知难而退”。今年10月底，英特尔公司正式向中国市场发布了第一款基于英特尔架构(IA架构)的嵌入式SoC———英特尔ВEP80579集成处理器。据介绍，该系列的8款产品全部基于英特尔奔腾ВM处理器，并且集成了内存控制器中枢以及通信和嵌入式I/O控制器，具有低功耗、小尺寸设计等优势，可将平台主板尺寸缩小45%，功耗降低34%。该产品将面向传统嵌入式和工业用计算机系统、中小型企业以及家庭网络存储、企业安全、IP电话、无线基础设施等应用。

    英特尔公司嵌入式与通信事业部高性能产品部总经理RoseSchooler女士指出：“英特尔架构在嵌入式领域已有超过30年的成功应用经验。

     通过不断在技术和应用领域的积累，英特尔能将更复杂的系统融入更小的芯片，英特尔EP80579集成处理器即是最好的例证。英特尔还将不懈创新，进一步扩展IA架构的性能和功能，控制其整体功率、成本和尺寸。”
   
      除嵌入式SoC之外，在今年早些时候，英特尔还分别推出了面向嵌入式客户的英特尔凌动处理器Z5XX和N270。英特尔(中国)有限公司产品市场经理潘锋在接受《中国电子报》记者采访时表示，其实Z5XX和N270处理器中的CPU芯片是相同的，只是在封装、外围配合芯片组的部分做了一些修改。Z5XX是双芯片的方案，主要面向便携式产品市场；而N270平台则搭配了945GSE芯片组，是一个三芯片方案，专门用于满足数字标牌、交互式客户终端、瘦客户机、数字安全、住宅门禁系统、打印成像与工业控制等嵌入式市场的低功耗需求。

    由此可见，英特尔在嵌入式领域针对不同的细分市场采取了差异化的产品策略，试图用一套“组合拳”在市场竞争中占得先机。

    竞争日趋激烈

    然而，就嵌入式市场而言，在通用CPU领域呼风唤雨的英特尔却是一个不折不扣的“挑战者”。据ARM公司(中国)总裁谭军透露，2007年，全球范围内出售的电子产品中有1/4是基于ARM技术的，ARM芯片的出货量已达到每天1000万片。英特尔要凭借其X86架构撼动ARM架构在嵌入式领域的优势地位殊非易事。

    严格地讲，ARM与英特尔并不是直接的竞争对手，因为ARM是一家IP(硅知识产权)供应商，并不直接设计芯片，但ARM的合作伙伴(即接受ARMIP授权的公司)如德州仪器、高通、飞思卡尔、意法半导体、三星等公司都是芯片业的巨头，目前，ARM阵营与英特尔的竞争已经在移动互联网领域短兵相接。

    X86架构最受人诟病之处在于其偏高的功耗，英特尔的竞争对手正是基于这一点认为其不适用于移动互联领域；而英特尔除了凭借其业界领先的工艺不断推出低功耗产品之外，也将兼容性强视为其产品的加分因素。DougDavis认为，英特尔架构使软件实现了可扩展性以及复用，而基于ARM的产品是由很多供应商来提供的，对于客户来说面临的主要挑战是软件应用的能力，因此，从总体制作成本角度来考虑英特尔是占有优势的。英特尔(中国)有限公司嵌入式事业部市场总监郭京申也表示：“如今不同设备的互联互通越来越重要，无论这个机器是大系统还是小系统，都需要提供一个系列的产品。我们有整个系列的产品，可以提供完整的无缝的平台，其他的厂商提供的产品显然只是其中一段，因此不具备这样的能力。随着嵌入式市场发生这样的变化，我们的优势可以越来越明显地体现出来。”

    无论如何，移动互联网设备对于功耗的要求近乎苛刻，基于RISC(精简指令集)的ARM架构嵌入式产品在该领域具有先天的优势；而不甘示弱的英特尔自然也会将其全球领先的技术优势发挥到极致。可以说，无论架构之争还是商业模式之争，迄今为止英特尔与ARM阵营的交锋还仅仅是前哨战。英特尔的第二代嵌入式产品线预计将于2009年推出，用于移动互联网终端的英特尔下一代平台(代号“Moorestown”)以及代号为“Lincroft”的处理器将于2009年到2010年间联袂发布。据称“Moorestown”平台空闲时的功耗仅为前代产品的1/10，新技术、新产品将给嵌入式市场带来怎样的冲击，业内人士正拭目以待。

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    英特尔公司嵌入式与通信事业部首席技术官兼高级工程师PranavMehta：IA架构嵌入式SoC兼顾高性能与低功耗

    在嵌入式互联网时代，英特尔EP80579所基于的IA架构有着它独特的优势。如今大部分的网络创新都是基于IA架构的，现在推出的许多协议一般都是先部署在IA的子系统里，然后由IA的子系统协议扩展到其他设备上去。过去，由于受到器件外形尺寸、功耗等各方面的限制，英特尔在嵌入式市场所能进入的领域非常有限，但是现在我们有了这样一个集成IA的系统芯片，这就使我们过去的市场障碍都能够被打破。也就是说，同样的IA架构目前可以兼顾高性能领域和低能耗的领域。

    嵌入式SoC在网络安全方面的应用特别引人关注，集成在英特尔EP80579集成处理器上的英特尔ВQuickAssist技术对该领域的应用提供了极大的帮助。该技术简化了加速器在IA架构上的部署，有助于加快加密及数据包处理速度，适用于安全应用领域。QuickAssist技术提升了整体的能效表现，更高的集成度和单芯片设计让解决方案性价比更高、体积更小。

    SoC的应用无疑加大了芯片开发的复杂度，要处理好这个问题就需要在I/O的子系统和CPU的子系统之间求得合理的平衡。英特尔拥有一个非常全面的性能衡量的指标体系，通过这样一个指标体系，可以预测我们的平台是否能满足目标应用的需求，所以在这方面我们的基准测试定义得非常清楚。另外，英特尔拥有一个非常健全、成熟的模拟系统，一个产品从它的定义阶段到开发阶段都可以用这样一个模拟系统来监督，使我们的设计最终能够达到我们原来设定的目标。以我们推出的英特尔EP80579这款产品为例，在设计的时候，我们对于英特尔EP80579的性能就提出了一个目标，在设计开发结束之后，最终产品的性能同我们原来预测的性能之间误差不超过3%，可见我们在这方面有非常成熟的技术。

    合众达国际有限公司总经理俞高峰：立足研发紧跟高端技术

    半导体技术发展非常迅速，分销商必须在技术上快速跟进。例如，在嵌入式产品领域，如果IC设计公司已经发展到SoC，而分销商还在做多芯片方案，显然就跟不上技术演进的步伐。因此，分销商应该具备稳定的研发队伍，持续地跟进新技术的发展。

    合众达国际多年来一直专注于DSP技术应用。今年10月，合众达向业界推出了基于TI主流的达芬奇技术的硬件平台SEED-DVS6446和XDS560DSP开发工具SEED-XDS560PLUS。

    SEED-DVS6446充分发挥达芬奇高集成度硬件、音视频软件算法优势，具有体积小、布线简单、成本低、不占用主机资源等特点，可广泛应用于电力视频监控、楼宇监控、可视对讲、远程教学等场合。目前，SEED-DVS6446是TI指定达芬奇培训硬件平台。SEED-XDS560PLUS是合众达推出的第七代仿真器，与传统XDS560USB和XDS510仿真器相比，XDS560PLUS具有下载速度快、RTDX(实时数据转换)能力强、抗干扰性强、体积小、无需外接电源等诸多优点。

    受市场环境影响，半导体分销企业也会面临一个相对比较困难的局面。

但是从嵌入式产品的角度来说，影响是暂时的。从技术发展来看，嵌入式产品是半导体产业中发展速度很快的一个分支，半导体产业整体增长速度一般是10%-20%，而嵌入式产品却能保持30%以上的增长率。
   
     ARM公司中国区总裁谭军：HKMG技术可用于众多嵌入式领域

    从应用角度而言，我们认为移动互联网设备将是嵌入式产品的热点。移动互联网设备是在手机平台上逐步发展起来的，除通话功能外，还具备互联网功能。也许有人会对手机是否需要互联网功能提出质疑，但事实上技术的发展是可以推动市场应用的。试想，当初刚开始在手机中集成数码相机时也有人怀疑是否必要，而现在几乎所有手机都配备数码相机了。据预测，到2010年，具备网络互联功能的手机出货量将达到4亿部，比同时期笔记本电脑和台式电脑出货量的总和还多。

    在Web2.0时代，网页的复杂程度迅速提高，消费者要求移动互联设备有更好的用户界面，有高分辨率的显示屏，并且要求随时随地能获取或提供内容，这不仅对器件的性能提出更高的要求，对功耗的要求也非常严格。

    目前，ARM11内核已经在具备互联网功能的手机中得到应用，而下一代将推出的自然是基于CortexA8和CortexA9内核的产品。CortexA8处理器在功耗、尺寸等方面都优于竞争产品，而基于CortexA9的多核处理器将进一步提高性能，并降低功耗。

    当然，随着功能的增强，芯片设计复杂度的提高及成本的上升也会给处理器带来挑战，ARM提供的物理IP就会帮助IC芯片设计公司把设计好的SoC在版图层面得以实现。今年10月，ARM宣布将为IBM、特许半导体和三星的“CommonPlat-form”技术联盟开发和授权一个包括逻辑、存储和接口产品在内的物理IP设计平台，用于他们向其客户销售的产品。

    我们知道，移动互联网设备对器件性能要求很高，对器件功耗要求更高。但是，当器件特征尺寸缩小到32纳米时，由于漏电流的增大，器件的功耗已经增大到无法接受的程度。于是，芯片制造企业开始从器件材料入手，采用HKMG(高介电、金属栅)，以达到降低器件功耗的目的。因此，ARM也宣布将利用“CommonPlatform”技术联盟HKMG32纳米/28纳米技术独特的特性，开发定制化的物理IP，以实现当前和未来的ARMCortex系列处理器在功耗、性能和尺寸等方面的优化。

    HKMG技术打破了历史上关于扩展的障碍，通过利用新材料科技的创新，大大提高了在功耗和性能方面的优势。这个技术可用于众多嵌入式领域，包括移动产品、便携产品和消费电子产品。