ARM内核MCU篇：“雏鸟离巢”

笔者在2011年11月16日～18日于太平洋横滨会展中心举行的“Embedded Technology 2011”上，观察了会场上展出的LSI。本篇要介绍的是采用英国ARM处理器内核的MCU。

在往年的ET上，很多ARM内核MCU厂商都在ARM展区内设置了子展区。今年，就像雏鸟离巣一样，MCU厂商设置的子展区减少了。笔者只看到了东芝子展区。而ARM内核MCU如此增加下去的话，这种MCU之间的竞争将会更加激烈。笔者向各厂商ET2011展区的解说员等询问了各企业的差异化战略（按字母表先后顺序介绍）。

一直有人使用的按摩椅

富士通半导体2011年9月为基于Cortex-M3的MCU“FM3群”的第3款新产品举行了发布会。该公司的细田秀树（MCU解决方案事业本部MCU事业部营销部长）在会上就该公司的差异化战略表示，“将凭借此前在自主内核MCU业务中培育的技术一决胜负。我们有充分的胜算”。比如，可在144MHz频率下无等待访问的闪存及外围电路等，就采用了东芝此前培育的技术。

在新产品发布会上，富士通半导体还提到了为MCU配备速度比Cortex-M3还要快的ARM内核的计划，但笔者并未在ET2011上的该公司展区获得该计划的详细信息。另外，除了FM3群的介绍展板及开发板卡等之外，富士通还展出并演示了该MCU的应用产品按摩椅。

这样的展示在医疗健康设备展会上经常看到，但在LSI等的展会上比较少见。会场有很多逛累了的参观者，所以该按摩椅是一件非常吸引人的展品。笔者到富士通半导体的展区看了好几次，想用按摩椅放松一下，但遗憾的是一直有人在用。

从兴趣爱好出发抓住工程师的心

荷兰恩智浦半导体及恩智浦日本与去年一样，只在其展区展出了ARM内核MCU。基本上没有模拟类IC及分立产品。可以说展示内容十分单一。该公司展区的解说员“推荐”的是同时集成Cortex-M4与Cortex-M0的双ARM内核MCU“LPC4300”系列。并在该公司展区内实施了以“M4”进行语音DSP处理、以“M0”进行整体控制的演示。解说员称，“优点是DSP及MCU可在同一环境下开发”。

左上角为mbed板卡的放大图。右侧配备M3MCU的产品已上市。左侧配备M0MCU的产品将于近期上市。

恩智浦还在其展区一旁展出了ARM运营的在线（云上）开发工具“mbed”。mbed有样码及驱动程序等库。恩智浦日本表示，目前正在由用户志愿者翻译成日文，除了相关介绍及菜单之外，还具备进行Q&A等的日语答疑功能。恩智浦已开始提供面向mbed的开发板卡。

配备Coretx-M3 MCU“LPC1768”的板卡已开始销售，恩智浦近期还将推出配备Coretx-M0 MCU“LPC11U24”的板卡。这些板卡可在东京秋叶原等地买到，“很多人是处于兴趣爱好才使用的”（解说员）。如果让用户从兴趣开始熟悉这些产品，便有望提高工作时的采用率。这种战略很不错。

意法半导体展出基于M4的新产品

意法半导体在两个月前发布了采用Cortex-M4内核的MCU“STM32 F4系列”。这是该公司首款基于M4的MCU。该公司备有多种基于M3的MCU，包括“STM32 F1”系列（5个产品线）、“STM32 L1”系列（1个产品线）及“STM32 F2”系列（1个产品线）。

右下为ART Accelerator的效果。Corex-M4 MCU“STM32 F4”的性能直线提高至168MHz。

F4系列定位于Cortex-M3 MCU中以高性能为卖点的F2系列的性能强化版。比如，F4系列将处理器内核的工作频率由F2系列的最大120MHz提高到了最大168MHz。意法半导体解释称，该系列采用该公司称为“ART Accelerator”的高速合成技术，针对提高至168MHz的频率，实现了DMIPS性能的直线提高。该公司展区的解说员表示，与闪存之间的64位宽连接起到了有效作用。

此外，A-D转换器的速度为2.4M采样/秒，SPI为37.5Mbit/秒，集成的多个电路速度都很快。另外，意法半导体展区的解说员称，该公司还将在2012年推出基于Cortex-M0的MCU。

笔者向这位热情的解说员询问了很多问题。当问及“ARM介绍说，以32bit进行处理时，处理时间很短，耗电量（能量）比以8bit处理时还要小。其中，基于ARM内核的32bit MCU可以取代8bit MCU。这是真的吗？”时，该解说员回答说：“从普通用途来说，这是不可能的。实际上，包括我们公司（STMicro）在内，都强化了8bit MCU，也许是这一原因，8bit MCU才没有消失吧”。原来如此……。

可在同一环境下开发所有处理器芯片

美国德州仪器2009年5月通过收购Cortex-M3 MCU“Stellaris”制造商美国Luminary Micro，获得了Stellaris业务，之后便迅速扩充了基于ARM的MCU产品线。该公司除了MCU之外，还备有基于Cortex-A8的宏处理器（不集成闪存、基于Cortex-A8及ARM-9的处理芯片）。

在一个开发环境下开发所有处理器芯片（右上介绍展板）。右下方为Cortex-A8微处理器“AM335x”的两种开发板卡。

德州仪器的优势不仅在于这些基于ARM内核的MCU及微处理器，而且可在名为Code Composer Studio的一个IDE环境下开发包括采用自主内核的MCU及DSP产品在内的所有处理器芯片，可以说开发环境及工具非常得力。解说员展示的开发板卡，可通过在基础板卡上安装子板卡，应用于多种用途及评测，“没有浪费”（该解说员）。

而且，开发/评测板卡的标价也比较低。比如，3周前发布的、基于Cortex-A8的微处理器“AM335x”的全规格开发板卡“AM335x Evaluation Module”（TMDXEVM3358）只有995美元。该开发板卡装有带触摸屏的7英寸液晶显示器。一家日本半导体厂商的工程师感叹道，“连我们公司都不会报出如此低的价格”。

德州仪器还在其展区的TMDXEVM3358旁边，展出了BeagleBoard.org社区以低至89美元的参考价格供应的“BeagleBone”。BeagleBoard.org社区为德州仪器旗下成员。其目的是面向重视成本的用户，在基本没有技术支持的情况下，提供各种工具及信息。对产品用途的划分非常高明。

瞄准的并非通用MCU

东芝曾在汽车相关展会上展出过基于Cortex-R4F的MCU（参阅本站报道2），但此次却只在ET上展出了基于Cortex-M3的MCU。东芝曾先于富士通半导体宣布获得了Cortex-M3的授权，但在这样的展会上却没有为基于ARM内核的MCU设置比富士通半导体更大的展示空间。

要说东芝不重视ARM内核MCU，其实也并非如此。笔者向解说员询问了现有MIPS类内核MCU及ARM内核MCU的业务战略，对方称，“我们会继续进行MIPS类MCU的技术支持，但投放的新产品基本上都是ARM内核MCU”。接下来，笔者又询问该解说员东芝如何在竞争对手较多的ARM内核MCU市场实现差异化。

对方回答说，“我们瞄准的并不是通用MCU。打算凭借面向特定用途的ARM内核MCU与其他公司竞争”。从东芝展区分发的宣传资料确实可以看出这种倾向。其他公司一般是按参考设计介绍用途，而东芝的资料则是按用途介绍产品的。

东芝在本届ET上展出的“M370群”瞄准的是白色家电等产品的马达控制用途。配备东芝自主开发、名为“矢量引擎（VE）”的矢量控制专用运算电路，可减轻Cortex-M3的负荷。该公司在其展区内实施了将腾出的Cortex-M3运算能力用于软件功率因数校正（PFC：power factor correction）控制的简单演示。今后似乎还要追加用于其他用途的产品。

首次参展的两家公司及两家PLD企业也展出了采用ARM内核的芯片

左上图为赛普拉斯展区。右上图为迈威尔展区的“PXA（ARMADA）510”区。图中远处为超小型服务器。左下图为阿尔特拉展区。右下图为赛灵思展区。

此外，笔者看到的采用ARM内核的LSI还包括，首次参加ET的美国赛普拉斯半导体/赛普拉斯日本、美国迈威尔半导体/迈威尔日本、美国PLD厂商阿尔特拉/阿尔特拉日本及美国赛灵思/赛灵思日本的产品。美国赛普拉斯/赛普拉斯日本的芯片为配备Cortex-M3的可编程SoC“PSoC-5”。赛普拉斯在其展区内设置了PSocC专用区，进行了频繁的演示。

迈威尔通过从美国英特尔接手基于ARM内核的处理器芯片业务，实现了ARM架构处理器内核的自主设计。在本届ET上，该公司展出了多款集成这种内核的应用处理器。比如，集成ARMv6/v7架构处理器内核“sheeva”的“PXA（ARMADA） 618”及“PXA（ARMADA）510”。该公司在其展区内展示了将前者应用于平板电脑的实例，以及将后者应用于超小型服务器的实例。另外，就ARM内核而言，ARMv6为ARM11的架构，ARMv7为Cortex的架构。

而且，PLD厂商阿尔特拉/阿尔特拉日本与赛灵思/赛灵思日本都介绍了混载Cortex-A9 MPCore内核的28nm工艺FPGA。阿尔特拉/阿尔特拉日本的产品为“SoC FPGA”，赛灵思/赛灵思日本的产品为“Zynq-7000”群。

--来源：技术在线