關鍵字:工業4.0 嵌入式市場 ARM與X86 電子設計模塊
多方業內人士表示,ARM會是趨勢,并不僅僅因為相對低廉的價格,在功耗、集顯、連接方面也有優勢。未來嵌入式市場可能會形成中高端會是Intel主導,低端由ARM的產品蠶食的雙雄格局。不過英特爾依然有能力維護其一家獨大的局面,畢竟性能更強大兼容安卓系統和windows雙系統,也有豐富的低功耗性價比產品線。
工業4.0的普及推動了設備與機器的智能化發展,同時也為應用于工業領域的半導體器件提出了更高的要求。在面對龐大的數據吞吐量、持續的運行時間以及嚴苛的工作環境等諸多挑戰時,高性能是保證設備穩定可靠的關鍵因素。除了高性能之外,工業領域對于更強大的視頻加速以及更寬泛的擴展性、連接性及產品生命周期也有著更高的需求。
嵌入式芯片如何差異化?
目前各大半導體公司都瞄準了嵌入式處理器這一市場,包括德州儀器、意法半導體、瑞薩、NXP、飛思卡爾在內都在想方設法實現產品差異化。近日,德州儀器(TI)發布了其處理器平臺中性能最高的器件——Sitara AM57x處理器系列,與OMAP系列不同,AM57x還集成了MCU、DSP和PRU(可編程實時單元)以及應用于多媒體的視頻及圖形加速器,這樣的配置使得AM57x顯著的區別于競爭對手。
“這種異構的架構也是TI獨創的,我們可以把很多DSP、MCU放在一個系統里,其它很多家做不到,因為他沒辦法做核與核之間的協調、通訊,他們解決不了這個問題” TI嵌入式處理器業務拓展經理鮑震表示,這種高集成性帶來了非常大的設計難度和門檻,同時也帶來了更強大的性能。據了解,AM57x采用ARM Cortex-A15作為內核,憑借其獨特的異構架構,適用于多種嵌入式和工業應用。相較于四核ARM Cortex-A9處理器,其性能提高了40%,而相較于雙核A9處理器,則提高了280%的性能。
工業應用的幾大需求
鮑震表示,針對工業物聯網、工廠自動化、機器視覺、嵌入式計算、人機界面、機器人、醫療成像以及航空電子設備等行業需求,需要用單芯片實現過去多芯片的各種功能。“有些客戶需要DSP很強,其他都不要;有些要DSP強,又要ARM強,還要視頻,很少碰到這樣的需要。有些客戶碰到的產品是要么ARM非常強,但是沒有視頻的加速能力。所以我們AM57x也是看準了市場上一個空檔,基本上很難把一個產品做得如此完美,TI也花了很多時間去開發這個產品。”
“高性能、低延時,多媒體加速,寬泛的連接、擴展性和生命周期是AM57x的優勢所在。”鮑震表示。針對工業領域,目前ARM架構處理器正在大舉進軍X86的傳統市場。因此Intel也開始逐漸針對該領域做低功耗和小型化,以應對挑戰。鮑震以工業機器人為例,他表示許多客戶抱怨X86平臺的體積太大,必須增加散熱器和風扇。不過鮑震表示,目前客戶普遍反映X86的工業PC仍然是體積大、成本高,反而他們不是很考慮功耗的問題。
“很多客戶問我你們M4的MCU用來干嘛?我們的雙核M4的內核主要是做工業傳感器的采集,可以提供普通MCU不可想象的性能。”鮑震表示,TI會把很多汽車領域的技術帶到工業領域來,比如PRU(可編程實時單元),“你在做實施控制時,很容易算出程序可以消耗多少個周期數,這是PRU的好處,所以其目前用來做各種各樣協議的支持以及工業總線的支持。”
“用AM57x可以把工業PC的尺寸縮小至少一倍,而性能則相當。”此外,由于AM57x有強大的視頻加速功能,不僅可以感測視頻信號,還可以進行分析。“比如產品經過生產線,發現某個產品的標簽印反了,利用機器視覺可以自動將標簽貼翻的產品抓取出來,作為次品處理。”鮑震表示,這種強大的視頻處理能力,還可以應用到醫學成像等領域。“在深圳的南山很多地方,停車場不需要刷卡,可以自動記住車牌。這里就應用到了機器視覺技術。”
更多的接口和連接性也是工業領域的特殊需求。“我們目前支持的兩個PCIe、2Gb以太網、USB3與USB2、SATA、2個DCAN、QSPI、10個UART,這個也蠻重要的,尤其在中國有很多工業設備都是串行接口,我們有10個UART口的時候,客戶應該會非常喜歡。”鮑震表示,在機器視覺應用中,客戶也需要更多路的視頻接入,而AM57x豐富的接口則滿足這一點。在智能電網和測試測量領域則需要用盡量少的電纜支持各種工業的協議。
TI嵌入式處理器業務拓展經理鮑震