MCU/MPU加速融合，恩智浦首推跨界處理器引關注

「關於中國的故事我們已經講了十年了。

」恩智浦(NXP)資深副總裁兼微控制器業務線總經理Geoff Lees說自己每年都會來到中國，每次來也都會發現很多新的想法和應用都始於中國，最近聽到的故事則是共享充電寶。

「中國嵌入式市場在過去3-5年里享受了一個很大的增長，我認為未來3-5年里這個增長勢頭是不會減慢的。

」

中國嵌入式市場增幅迅速

押寶FD-SOI技術

目前NXP在華擁有超過7000名員工，50%的市場營收來自中國，如果加上國外設計在中國製造或是在國外設計在中國做附屬設計的產品，這一比例將上升至70%。

從2014年開始，NXP加大了面向中國市場進行產品定義、設計和製造的力度，KE1X系列MCU、i.MX 6ULL/i.MX 6SLL應用處理器、以及最新的跨界處理器i.MX RT系列就是最好的證明。

Geoff以下圖為例，闡述了嵌入式處理的未來：縱向，人工智慧、機器學習、自動駕駛等應用對晶片性能的要求越來越高，直接推動了計算的發展；橫向，精密模擬、傳感器接口、非易失性存儲、高壓集成和RF等多樣化技術，又推動了物聯網發展。

這對於專注微控制器和微處理器的NXP來說，學會如何在兩者間找到適當的平衡非常關鍵。

FD-SOI就是NXP極為看好的技術之一，據說Geoff所領導的這個部門當前50%以上的投資都是基於FD-SOI技術的，未來這一比例還有可能增加到80%。

為什麼要做FD-SOI? Geoff給出的原因是該技術可在不影響執行速度的情況下提供出色的電池壽命和高性能，製造成本相比FinFET要低不少。

「目前FD-SOI技術已經達到了18nm工藝，很快就會演進到12nm，我個人認為它的性能絕對要強於3D FinFET。

再加上FD-SOI製造成本和工藝複雜度比較低，也非常適合中國廠商使用。

」

NXP十分看好FD-SOI技術

規模效應對MCU廠商有多重要？

在過去的一兩年中，MCU廠商之間發生了數起大規模的併購交易。

根據一些市場分析機構的數據來看，發生了併購行為的MCU業務取得了較大幅度的增長，而那些按兵不動的廠商則增幅較小。

那麼規模效應對MCU廠商擴大營收到底有多大影響？

Geoff對此回應稱，現在市場上獨立的MCU公司已經不多了，要麼增長遲滯要麼被人收購。

這既與大的經濟環境相關，也與MCU的應用環境變化相關。

10-15年前，MCU是一個獨立的器件，應用到各自獨立的不同的領域中。

但現在不同了，MCU現在是物聯網的核心之一，它需要同很多設備連在一起。

所以當飛思卡爾與NXP選擇合併這條道路時，就意識到只有增加規模效應，才有可能實現優勢互補，才有能力和資金去開拓更新的技術與市場。

但他並不認為MCU市場最終會像手機處理器市場一樣形成兩三家獨大的局面，因為客戶、市場應用都太過分散，不是一個高度集中的垂直市場。

此外，他也談到了中國的MCU廠商，「我知道中國國內近幾年突然誕生了不少MCU公司，但他們未來只是為了進行IPO上市，還是心懷理想要做成世界級的企業，最終還是應該由市場來決定。

」

走自己的路，讓別人無路可走

在嵌入式處理領域，設計人員和製造商通常依據設計的必要性提供兩種不同的解決方案：需要經濟實惠和靈活實用的應用場合使用微控制器(MCU)，超出MCU功能範圍的設計則會選擇使用應用處理器(MPU)。

然而，在恩智浦微控制器業務線全球資深產品經理曾勁濤看來，當前的設計趨勢越發清楚的表明，為了在不增加成本和功耗的前提下，滿足更豐富的顯示功能、更強大的數據處理能力和更簡單使用的要求，產品設計人員對高效、高性能嵌入式處理器的需求越來越迫切。

在名為《跨界嵌入式處理器—填補高性能與易用性之間的空白》的白皮書中，NXP方面明確指出，對於嵌入式設計師而言，在MCU和應用處理器之間實現無縫擴展並非易事，他們在取捨間通常會遇到幾個痛點，包括：

• 需要比MCU更多的功能(更高的性能、更多顯示、更多連接選項)，但不能增加成本或複雜性

• 缺少經驗豐富的員工和/或預算資源，難以為基於Linux的應用處理器設計提供支持

• 既需要實時系統，也需要應用處理器級別的性能和集成度

• 必須為應用處理器的設計降低整體物料成本，同時保持性能水平不變

於是，NXP獨闢蹊徑，創新的提出了「跨界」嵌入式處理器的概念，並推出了首款產品—i.MX RT系列。

按照曾勁濤的說法，這種新型應用處理器的最大特點是採用了MCU內核，但基於應用處理器的架構方式，因此既能實現應用處理器的高性能和豐富功能，同時又兼具傳統MCU的易用性和實時低功耗運行特性，從而突破了應用處理器和MCU之間的界限。

其實，有人是對「跨界」嵌入式處理器這一概念提出過異議的，認為NXP不過是在玩所謂的「文字遊戲」而已。

但曾勁濤對此並不認同，並列舉了一連串的數字用以證明自己觀點的正確性。

比如i.MX RT系列的內核運行速度高達600MHz(相比之下，目前市場上競爭解決方案的最高速度只有400MHz)，可提供3015 CoreMark/1284 DMIPS的處理速度，性能高出任何其他Cortex-M7產品50%以上，高出普通市場Cortex-A5產品100%以上，速度是現有Cortex-M4產品的2.5倍，應該是目前市場上具備最高性能水平的Cortex-M7解決方案。

i.MX RT跨界處理器架構

i.MX RT系列的售價為10,000件單價不超過3.00美元，採用經濟實惠的10x10 BGA封裝，球距為0.65mm，可實現低成本的四層PCB設計。

無需片內快閃記憶體的設計被視作降低成本的重要利器之一，曾勁濤解釋說，由於跨界處理器採用了應用處理器架構，它們能夠在高級技術節點(40nm和更高水平)上製造，使得集成高密度SRAM比嵌入快閃記憶體更加經濟高效。

在跨界設計架構中，SRAM可以配置為具有「零等待」單周期訪問的緊耦合內存(TCM)，從而大幅提升系統性能。

如何定位i.MX系列？

伴隨i.MX RT一同發布的，還包括i.MX 6SLL處理器，這也是i.MX 6系列中的第11名成員。

採用Cortex-A9內核，主頻1GHz，包括2D圖形加速、16位並行相機接口、24位並行LCD顯示控制器等多媒體功能，並高度集成2X高速USB OTG、3X EMMC、UART、I2C等多類型接口。

Geoff將視覺和聲音控制列為未來推動i.MX系列處理器持續增長的主要動力。

他認為與手機不同，以Amazon Echo音響為代表的產品開啟了共享技術的大門，未來人們將更多的通過聲音、視覺和手勢識別對智能家庭、智能汽車、遠程辦公進行操控，這是人機互動的主要趨勢。

為了實現這一目標，NXP加大了在音視頻編解碼、圖像處理與開源技術方面的投資，希望能夠在更多價格親民的產品中實現上述功能。

「我們要教育市場，教育用戶，讓他們從過去固有的『控制』概念轉變為『互動』概念。

我相信未來幾年內會有更多的工程師加入到聲控、視覺控制生態系統中來，一起把這個市場做大。

」Geoff說。

i.MX 6SLL處理器結構框圖