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嵌入式領域的“2014”

時間:2014-06-18

來源:網絡轉載

導語:SoCFPGA正提供著有著巨大需求的市場價值。業內FPGA競爭廠商Xilinx正嘗試透過更先進制程導入TSV和3DIC技術,藉此大幅提升SoCFPGA的整體性能,進一步為FPGA器件創造差異化的市場價值,趁機吞噬嵌入式系統市場。

2013年,表面總體波瀾壯闊的嵌入式系統技術領域深層,也每每暗流涌動。得益于智能手機與平板電腦消費領域的強勁帶動,處理器紅遍2013年;FPGA與DSP較勁依舊,ASIC與ASSP近年來在FPGA咄咄逼人浩蕩聲勢之下,偶爾穿插其中算是小插曲。不容忽視的是,具備高度個人定制邏輯電路運算結構優勢,挾主流高端半導體工藝突破20nm/28nm關口,FPGA功耗與成本雙雙有所回落,為其拓疆DSP、MCU、ASIC與ASSP市場占得先機;MCU/微處理器的爆發更多意義為體現在下半年物聯網和可穿戴設備的比翼雙飛效應帶動,傳統工業與消費領域也貢獻了可觀市場份額。實際上,MCU大戲尤其引人注目在于其“內憂外患”困境。外有FPGA邏輯器件大軍壓境,內有32位MCU、8位MCU、16位MCU各自為戰,大有一統江山,大戰一觸即發之勢。FPGA、MCU、DSP、處理器的融合大勢呢?還有ARM架構、x86架構、MIPS以及其他Atmel的AVR、MicroChip的PIC以及合泰的HT等自主嵌入式架構呢?

要生存則必須時刻戰斗。為鞏固和提升自身在各自領域影響力,知名廠商或追加研發投資,或并購快速加強技術產品線,或揮軍新領域等,每一次策略變動都預示著機遇和冒險!嵌入式業者帶著帶著或悲或喜的復雜心態,被時間這只大手由2013年不由自主地翻過嶄新的2014年。2014年,我們該關注什么?嘗試著看看如下提出的這些關鍵詞,或許有所助益。

1.國產單片機

眾所周知,現在市場上的MCU仍是國外和臺灣品牌大行其道,國產MCU份額還很小,且均集中在8位MCU,屬于低端市場?,F如今,國外廠商紛紛推出低價32位MCU,意欲取代8位單片機市場。猛浪來襲,國產MCU究竟走向何處?是否8位單片機真的會被32位單片機取代呢?國內廠商又當如何應對?

盡管32位MCU是大勢所趨,大多數人仍然看好8位MCU,認為其不可能被取代。較為主要的一個原因是,從操作上來講,8位MCU相對簡單,對于小產品而言較為合適。況且,一些低端產品用不了太多性能,倘若用32位MCU,性能過剩的同時還會加大功耗,反而得不償失。

有網友表示,“目前在做移動電源,用到的都是國產MCU。這些單片機都是OTP(一次性編程)形式的程序存儲器,不適合學習,只適合工業化,可以做得很便宜。”就目前市場而言,與16位、32位應用市場不同,8位MCU仍有出路,國產單片機在電表、計量等工控領域做的較為成功,搶占了一定的市場份額;國內廠商如宏晶、芯海、海爾以及深聯華等也一致獲得肯定及好評。把8位MCU做好,生產增強版,提高速度的同時使用方便,必定能在重重競爭下突圍而出。

還有網友指出,“前兩年16位、32位MCU(微處理器)一度大熱,讓人感到8位MCU的地位岌岌可危,似乎將被前者取代。然而經過了一個階段的發展,情況卻并非如此。8位MCU目前仍然是MCU市場的主力軍,雖然增幅有一定降低,但其市場規模還在增長。各大MCU廠商也都在加強對8位MCU市場的推廣力度,這使該市場的競爭更趨白熱化。”該網友進一步表示,當世界大頭陸續退市,搶占高階市場時,一批國內的半導體企業正在雄起,工藝和資源對細分市場的響應做得越來越到位,整個市場也不會像2000年那樣被臺系橫掃。

2.節能32位MCU

MCU廠商大舉圈地爭食物聯網(IoT)市場大餅。值此萬物聯網與可穿戴設備商機崛起之際,機器對機器(M2M)設備與智能化嵌入式系統(IntelligentEmbeddedSystem)出貨量亦快速激增,并帶動低功耗的MCU需求,不僅為MCU廠商帶來可觀的應用商機,亦促使MCU產品規格快速演進。有鑒于此,SiliconLabs挾基于ARMCortex-M0+處理器的全球最節能32位MCU-EFM32ZeroGecko,可望成征服物聯網與可穿戴設備等電池供電型應用的攻城利器。

SiliconLabs亞太地區MCU資深市場經理彭志昌表示,EFM32ZeroGeckoMCU具有業界最成熟的能耗管理系統,它包括五種能耗模式,這使得應用能夠保持在最佳能耗模式,而花費盡可能短的時間在耗能較多的工作模式。在掉電模式時,電流消耗更是小于20nA.此外,EFM32MCU具有2μs待機模式喚醒時間,進一步減少了功耗。

隨著物聯網市場規模迅速擴大,以及各國政府戮力部署智能電網和智能能源基礎設施之下,高效能、節能的處理和無線連接技術重要性將更加突顯,成為帶動具備低功耗功能的連接設備需求走強的主要動能之一。

有鑒于此,SiliconLabs瞄準物聯網應用對于低功耗微控制器的龐大需求,已于早前宣布并購EnergyMicro,藉此掌握低功耗32位元微控制器產品線及相關核心技術,準備在物聯網與智能能源市場攻城掠地。物聯網市場需要低功耗的基于Cortex-M0+的MCU,并且要能同時節省能耗和系統成本。SiliconLabs新型EFM32ZeroGeckoMCU具有非常有競爭力的價格(達到十萬片采購量時,單價僅為0.49美元起),此舉亦可望拉高SiliconLabs其MCU市占,并帶動節能型MCU風潮興起,屆時唯有能推出節能高整合與微型化方案的MCU芯片商才有機會在此一市場脫穎而出。

3.馬達控制

隨著制造業向智能化加速轉型,工業4.0已上升為德國的國家戰略。我們關注到,德國提出工業4.0,美國提出“先進制造業國家戰略計劃”,我國也在推進傳統制造業的轉型與升級。在這樣的大背景下,傳統的電機和電機控制行業也正在發生變化。

一場智能工業革命正席卷從工業控制到白家電等所有市場,業界對馬達控制要求正在快速增長。馬達控制是MCU應用的一項重要領域,可說是服務于我們工作與生活各個面向,但它卻也占據了能源消耗中最大的一部分,所以如何更好地提高馬達控制的使用效率以實現節能的要求,是當前市場一項主要的挑戰。

隨著智能工業刮起工業4.0風暴及馬達本身設計的不斷優化,及其帶來相應的控制方式也在轉變,這讓控制器中的MCU性能需求不斷攀升,比如矢量控制,空間磁場定向,坐標分解以及PI調節環路等,這在以前比較常采用8/16位單片機的控制器就已經遇到了性能的瓶頸。

此外,我們也注意到在很多場合,用戶希望把一些系統控制的功能與馬達控制的功能放在一顆芯片里實現,這樣的反饋對于傳統的DSP方案也帶來了挑戰。

4.多核MCU

就全球看來,當前在嵌入式系統應用領域,真正值得稱道的嵌入式后起之秀并不多,但作為嵌入式新秀的XMOS公司近期以凌厲的市場攻勢,吸引了眾多科技專業媒體的關注??梢哉f,嵌入式市場又加入了一員具備競爭力的悍將。在2013年11月5日的新品發布暨媒體見面會上,XMOS率先發布具有里程碑意義的基于采用eXtended架構的xCORE器件產品中的xCORE-XA系列芯片,憑借其強大的可編程SoC性能,將大幅增強在低成本、低功耗和可編程的市場存在及其競爭力,強力威脅著微處理器(MCU)廠商和FPGA大廠在嵌入式市場的布局。

XMOS公司全球市場總監AndyGothard在演示xCORE-XA的DEMO.他表示,MCU多核化、低功耗和可編程性能必將成為下一波可編程SoC器件應用發展的強大推動力。

未來的嵌入式系統將需要數以百計的Gops實時計算和Gbps通信帶寬,以滿足多通道有線/無線射頻、數據中心安全設備、嵌入式視覺、Nx100Gbps網絡等眾多不同產業應用需求。與此同時,這些組件也必須滿足嚴格的功耗要求,并盡可能降低成本。物聯網將進一步增加共享、處理和存儲的“大數據”的絕對數量。顯然,XMOS關注到了這些需求在未來產品戰略的重要性,并制定相當明智的決策,以應對全球及中國的巨大市場亟待解決之需求,勇于挑戰在該方面強力存在的知名嵌入式廠商和FPGA實力派競爭對手。于是,xCORE-XA可編程八核心SoC芯片便在此大背景下應運而生。XMOS中國區銷售經理Wilson透露,當前已經有中國通信設備商進行業務接洽。

5.SoCFPGA

SoCFPGA正日益加速入侵嵌入式系統市占。值此迅猛擴張之勢,高性能計算、通信網絡、汽車電子、工業等應用領域的技術與功能迅速升級,如為加強汽車安全性,車載通信系統整合視覺系統的整合方案將會大行其道;工業馬達亦正快速從單軸控制朝多軸控制演進。微控制器(MCU)、數字信號處理器(DSP)等關鍵半導體元件已逐漸無法符合性能要求,SoCFPGA趁勢崛起。

考慮到2012年的技術亮點,相信最重要的一點是Altera全線28nm的FPGA產品組合,包括分別對應高、中、低端的Stratix、Arria、Cyclone.如以SoCFPGA為代表的高集成、多功能整合,勢必成為未來FPGA演進趨勢。

SoCFPGA正提供著有著巨大需求的市場價值。業內FPGA競爭廠商Xilinx正嘗試透過更先進制程導入TSV和3DIC技術,藉此大幅提升SoCFPGA的整體性能,進一步為FPGA器件創造差異化的市場價值,趁機吞噬嵌入式系統市場。其新一輪“SmarterSolution”風潮更是推波助瀾,席卷整個FPGA市場每個細分價值角落。面對著勢均力敵的競爭對手咄咄逼人的攻勢,Altera有何應對之法?

鑒于此,劉斌表示,針對SoCFPGA,在FPGA行業,集成更多的處理器,乃至集成更多的其他功能是發展趨勢。在該方面,Altera領先的地位主要是通過架構上進行創新,在架構上提供一些更優越的特性來實現。

據觀察,FPGA雙雄均快馬加鞭導入臺積電20nmSoCFPGA.與此同時,借力英特爾14nm先進工藝技術,Altera晶圓代工策略大轉彎,啟動多代工廠策略。據分析,此舉除了將使得Altera一馬當先成為首家采用14nm制造FPGA的廠商,還能確保及時提供符合客戶各種性能、功耗所需的產品。

6.多核DSP

在SoC故事不斷上演的今天,DSP在向多核轉變的同時,SoC化亦是大勢所趨。那么在DSP競技場,半導體廠商又該從哪幾個方面來打造自身的核心競爭力?

德州儀器用DSP業務發展經理鄭小龍指出,想要滿足客戶對DSP在性能、價格、功耗、面試時間等全方面的需求,軟硬兼施是關鍵。從市場發布角度來說,從DM388到DMVA3再到DM383,TI可以給客戶提供最快的解決方案,主要源于以下四方面:1)差異化:不再做簡單的IP攝像頭,而是能幫助客戶提供更差異化的產品給他的客戶;2)軟件支持:軟件上做到共通使用,比如做了DM388的攝像機,希望搭載智能功能,那么通過用DMVA3,就可以把智能部分加在388軟件上從而實現對智能的攝像機的支持了;3)執行力:通過研發、銷售等方面的有效執行力,實現更快的上市時間。4)管腳兼容:通過一個板子可以做出不同的產品出來。因為硬件是兼容的,軟件增加智能DMVA3就等于加上智能功能,所以軟件也可以很快實現升級。

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