ARM:开发工具将是最大的挑战

| 2008-02-20
EDN China

《2008趋势观察》专题导读
引言
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       ARM中国区总裁谭军认为,从应用看,移动、消费和汽车电子将继续成为推动处理器技术发展的 主力。但增长最快的不是手机而是以MCU为主的嵌入式应用。MCU应用的挑战在于开发工具,ARM通过收购Keil公司,为8051用户使用ARM的开发工具提供了便利;在中国,ARM投资英贝德,进一步降低了开发工具的使用成本(国外市场的5%~25%)。

  谭军认为,便携式产品性能的提升对处理器要求越来越高,如功能提升的同时低功耗的要求、可连接性的要求等;此外,系统在导入新的应用功能时要保持或降低原有的成本,同时对性能有一定的要求。如家用电器、汽车电子、工业等领域。未来五年,不会有杀手级应用推动产业高速增长,但绿色环保应用技术将成为关注重点。

  SoC架构改变CPU产品平台化

  就系统芯片架构而言,在多媒体信号处理上,当CPU速度大大提升的时候,DSP的使用会越来越少,ARM+硬件加速器的作法将成为主流,因为这种结构能够降低功耗和成本;芯片在整合趋势中愈加复杂化,开发周期延长,使系统开发的周期也延长,虽然芯片成本降低但开发时间成本却增加了,利润空间缩短。因此,开发工具将随之出现调整和演进。开发工具将

是整个半导体行业发展所面临的最大挑战。

  从处理器的产品演进来看,为某一应用设计处理器的做法随着应用不断细分而变得愈加困难,合适的做法是平台化策略,如ARM的处理器已经由原先的ARM7、9、11系列演进为Cortex-A、R、M系列。其最新推出的Cortex-A9是多核CPU;Cortex-R4针对实时控制领域应用,如硬盘、汽车电子等;32位Cortex-M1由ARM与Actel合作开发,是首个专门针对FPGA应用而设计的ARM处理器。

  对于Cortex-M1的推出,谭军表示它解决了这样一个问题:OEM在开发系统时,多采用MCU+FPGA的方式实现I/O,但量产时只希望用成本较低的MCU,然而不论是采用MCU还是FPGA都会因为软件、开发工具不兼容、IP缺少等因素而存在 “灵活性”的问题,Cortex-M1可运行工业标准的16位Thumb指令集,并上行兼容Cortex-M3,因而可轻松转向ASIC设计。

  谭军认为,多核是一个必然的发展趋势,它可以满足性能提升的同时降低功耗。多核技术的挑战在于通过CPU内部资源管理使之以单核的模式同外部系统沟通运行,同时内部OS和编译器能够支持外部不同的指令进行分布式处理。他指出,驱动多核技术发展的是高性能要求下的应用需求,比如支持视频会议的手机等。

  技术挑战和竞争趋势

  谭军表示,芯片设计将面临的挑战不是来自设计技术,而是制造工艺,特别是在35nm之后,半导体材料也将发生改变,如CMOS被SOI取代,相应的IP技术也将随之改变。当多核处理器成为主流而工艺问题也被解决时,手持设备的性能赶超目前的笔记本电脑性能也不再令人惊讶。

  就IP供应商的竞争态势,谭军表示主要有三个:1、拥有自主内核的芯片厂;2、IP供应者之间的竞争;3、8位处理器之间的竞争。第一类竞争首先因为OEM希望扩大芯片选择权因而影响不大。其次,自己设计IP核可能并不比购买IP省钱,设计公司也在更多的购买IP;第二类竞争因为各IP公司的产品定位和规划各不相同,因此也不存在激烈竞争;第三类竞争是由于市场95%的应用是在4位~16位处理器,其中8位是主流,改变这一现状的唯一途径在于使OEM体验到32位处理器的优良特性,而如何让他们更新软件、开发工具则是IP供应商最大的挑战。

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