嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展方向,仍遵照穩(wěn)定與省電的大方向,然而多核心以及漸高的時脈,大幅提升嵌入式核心的能力。而各位元產(chǎn)品的續(xù)存,決定于產(chǎn)品需求,不致如PC市場一味以效能掛帥。
嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展日益強化,從穩(wěn)定與簡化架構(gòu)為出發(fā)點,效能不斷逼近運算等級,甚至逐漸在許多產(chǎn)品的應(yīng)用有追上過去PC產(chǎn)業(yè)的趨勢。 PC產(chǎn)業(yè)也想要投入嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè),分一杯羹。嵌入式系統(tǒng)與傳統(tǒng)PC第一個顯著沖突的舞臺,就是可攜上網(wǎng)裝置時代的來臨,ARM推出的SmartBook平臺,就是顯現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)效能足以進行復(fù)雜運算功能的體現(xiàn)。
從嵌入式到行動運算消費應(yīng)用效能三級跳
SmartBook是對應(yīng)PC領(lǐng)域的NetBook(現(xiàn)已經(jīng)被重新定義Enter-Level Notebook)的產(chǎn)物,效能方面,以ARM Cortex A8為例,1GHz時脈所得到之效能,已經(jīng)逼近Atom 1.6GHz單核心之效能;而相較于Intel采用單一平臺搭配,ARM核心可依照嵌入式晶片廠商的需求,整合不同特性的方案。而主要訴求多核心的Cortex A9,相較于Cortex A8,單一核心效能并未顯著提升,而是透過多核心方式提升整體效能。
瑞薩電子王裕瑞表示,雖然不斷提高時脈是消費性嵌入式系統(tǒng)的宿命,然除了制程門檻以外,高時脈帶來的能耗與發(fā)熱,仍是無法避免的宿命,利用多核心的方式,以較多低時脈的核心,達到相同、甚至更高的效能,并且在待機可關(guān)閉不需使用的核心,借此降低待機功耗。
多核心引爆新戰(zhàn)場輕薄 省電 高效能
多核心未來引爆的戰(zhàn)場,在消費端首推智慧手機與類MID產(chǎn)品,包括平板電腦、高階多媒體播放器、掌上游戲機等等,這些產(chǎn)品與網(wǎng)路的結(jié)合愈來愈高,包括許多特效、游戲需求等,使用者的胃口愈來愈大,單核心產(chǎn)品逐漸無法滿足產(chǎn)品既要輕薄、又要省電的特性,唯有多核心才能兼顧效能與節(jié)能。而在控制領(lǐng)域,精密計算亦是多核心所需,尤其在車輛的引擎控制、精密自動化、高效能網(wǎng)路交換器、互動看板系統(tǒng),有些是需要提升管理效率,又有些是為了特效需求,多核心帶來的優(yōu)勢,是過去仰賴高時脈單核心無法達成的。
俗話說,三個臭皮匠勝過一個諸葛亮,多個低時脈的核心,依舊媲美、甚至更勝單一高時脈核心。
類比介面的整合,將是嵌入式核心的重點。許多主流的I/O控制,皆成為新一代晶片整合的項目,包括工業(yè)需求的CAN、雙乙太網(wǎng)路,或是偏向消費性的USB輸出,以及簡單的液晶顯示。另外包括ADC與DAC等功能,過去多半仰賴第三方晶片后再與處理器溝通,雖然現(xiàn)在仍有追求高效能的產(chǎn)品,選擇透過第三方晶片達到所需的效能,但新一代的嵌入式SoC高度整合主流的I/O,能降低一般產(chǎn)品設(shè)計的復(fù)雜度,對于嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計無非是一大幫助。
許多SoC晶片廠商會透過封閉部份I/O的方式,借此區(qū)分產(chǎn)品定位及等級。透過封閉部份I/O,雖然不會降低晶片生產(chǎn)成本,卻能減少晶片測試項,降低測試成本及減少因無法通過測試的產(chǎn)品報廢,生產(chǎn)制造商亦能選擇所需的功能,不需用較高的價格照單全收需要與不需要的I/O功能。
安全與穩(wěn)定仍是嵌入式平臺優(yōu)先重點
至于原本PC廠商挾x86處理器資源,橫跨PC與嵌入式作業(yè)系統(tǒng),開始積極搶攻嵌入式市場領(lǐng)域,也成為最近的熱門話題。深究其現(xiàn)況,PC原本的優(yōu)勢就是在于較大的彈性搭配,過去PC架構(gòu)在嵌入式領(lǐng)域主要的搶攻范圍是以類IPC產(chǎn)品為主,然而從PC的概念跨足到廣泛的嵌入式系統(tǒng),卻不見得是這么回事。嵌入式系統(tǒng)在消費性應(yīng)用,也許某些方面講求的是高效能與產(chǎn)品新鮮度,淘汰率與PC產(chǎn)業(yè)可以相提并論、甚至更甚。但是相較于PC領(lǐng)域,可不斷透過軟體修正,或是替換有問題的模組;嵌入式平臺較不允許這些情況發(fā)生。
以消費產(chǎn)品而言,若是驅(qū)動的問題,可透過驅(qū)動升級以及更新韌體的方式解決;然而硬體平臺的瑕疵,就不能只是更新驅(qū)動這么簡單了,嚴重的情形甚至要產(chǎn)品全面召回。在消費性產(chǎn)品領(lǐng)域,使用者還能允許產(chǎn)品回收,然而許多與安全性相關(guān)的領(lǐng)域,講求穩(wěn)定為優(yōu)先,幾乎不能允許產(chǎn)品瑕疵。加上控制領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品周期長,產(chǎn)品的周期過快,并非這個市場的常態(tài),并且基礎(chǔ)元件都需要數(shù)年的持續(xù)供應(yīng)期。 Intel雖將Atom核心授權(quán)給臺積電,不過至今還未看到較為具體的第三方Atom SoC產(chǎn)品。
封閉的平臺 多元的選擇
撇開消費產(chǎn)品的領(lǐng)域,嵌入式系統(tǒng)重視的并非純粹以價格為優(yōu)先導(dǎo)向,反而產(chǎn)品是否穩(wěn)定、開發(fā)資源是否完善、所應(yīng)用的市場是否容易搭配、硬體能否長期供貨,這些才是嵌入式系統(tǒng)市場比較在意的。也無怪乎授權(quán)核心在32位元產(chǎn)品,成為熱門的選擇,一方面核心開發(fā)程序繁雜,又必須撰寫開發(fā)軟體,多數(shù)的廠商較難以負擔(dān)核心開發(fā)的龐大支出,而這些核心IP公司亦提供完整的開發(fā)軟體與工具,降低開發(fā)的復(fù)雜度;蛟S在某些方面,這些核心IP廠商也等于早期x86核心廠商的角色,不同的地方在于,x86廠商自己身兼晶片生產(chǎn)與販售,而嵌入式核心IP廠商則是販售設(shè)計,由廠商與自己的解決方案整合,針對不同的需求整合不同的功能。
換個角度看,嵌入式系統(tǒng)平臺因為較不具備彈性,所有元件在生產(chǎn)后,僅能透過韌體升級,這些嵌入適合新廠商多半提供多元的選擇。即便同一個系列的SoC,也會因為功能性有數(shù)十款以上的選擇。并且平臺發(fā)展也不僅有唯一選擇,自8位元到32位元,皆有市場需求,不若PC幾乎集中在32位元、而將轉(zhuǎn)換到64位元平臺。
嵌入式系統(tǒng),在貌似封閉的環(huán)境下,卻由于應(yīng)用廣泛的原因,反而使產(chǎn)品選擇更多。從以穩(wěn)定為訴求,一直到運算等級產(chǎn)品,都可看見嵌入式系統(tǒng)的影子,而近年來自x86的架構(gòu),也幫已經(jīng)熱鬧的嵌入式系統(tǒng)市場,投入更多的話題性。多核的導(dǎo)入,與一貫的省電訴求,將扭轉(zhuǎn)臺面上以PC為主的世界。
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