嵌入式系統與FPGA的最新動向

　　MCU及DSP

　　TI半導體事業部MCU業務組現在不僅負責其經典的16位MCU——MSP430，還有兩年前收購Luminary的基于ARM Cortex-M3的32位處理器，更把其低端DSP——C2000 DSP系列也劃撥進來[4]。那么當向客戶推薦方案時，如何協調其產品線關系?TI MCU業務拓展經理吳健鴻稱，“向客戶介紹產品時，我們一定會推薦最合適的產品。”在Cortex-M3等MCU和C2000里面有一些軟件庫會共享。這樣，如果客戶的一些產品用的是C2000，另一些產品可能用到Cortex-M3 MCU，是可以同時采用TI的軟件庫的。筆者推測，由于TI有強大的DSP功能，因此TI并沒有采用具有DSP功能的ARM Cortex-M4的授權，而著力發展ARM Cortex-M3，進軍傳統32位處理市場;而MSP430系列主攻傳統的8位8051市場。

　　NXP、Freescale等采用了ARM Cortex-M4的授權。其中NXP也采用了ARM Cortex-M3的授權。如何區分M3和M4?NXP的Geoff以去年底推出的LPC4000系列為例，指出Cortex-M4的特點是DSP處理能力非常強大，因為M4有很多免費DSP庫的資源供用戶使用。

　　另外，Geo還介紹了M4與ARM9核相比的優勢：該公司在與電視和機頂盒客戶的探討中，發現對于高性能核而言，它們主要是通過硬件來實現，這就出現了功耗問題，如果MCU一直是高速運行沒問題;但在低速時，ARM9的低功耗效果不如M4強。所以在一些高性能應用上，可以把M3、M4用到片上實現高性能MCU方面功能。

　　飛思卡爾去年6月宣布與ARM合作，推出了基于ARM Cortex-M4的Kinetis系列。盡管飛思卡爾擁有自己獨特而豐富的架構，如S08、ColdFire/ColdFire+、Power架構等，但飛思卡爾認為ARM MCU的最大特

　　Altera高端FPGA產品部產品市場高級總監David Greenfield點是上手快，希望Kinetis延伸到那些喜歡用ARM架構的客戶上[5]。M4不僅與M3兼容，還具有DSP的功能，為將來DSP應用打下了伏筆。

　　MCU與FPGA

　　STM(意法半導體) [7]和NXP等MCU公司近期提到其部分基于M3/M4架構的MCU可以替代FPGA功能;而FPGA企業如Altera、Xilinx和Microsemi(2010年10月Microsemi收購了FPGA公司Actel)也力圖延伸入嵌入式領域。那么，二者的相互關系是什么?NXP的Geoff說，事實上MCU的目標并不是完全替代FPGA，例如當3000門以下比較簡單的應用時，MCU可以實現類似于FPGA功能的應用。

　　而FPGA公司也承認，邏輯門數要求更高的嵌入式應用是FPGA定位的主戰場。

　　DSP與FPGA

　　筆者最近追蹤2010年“全國大學生電子設計競賽信息安全技術專題邀請賽”時，發現一個有趣的現象，在由TI和Xilinx等贊助的這項大賽中，一等獎中既有采用TI DSP、也有采用Xilinx FPGA實現手背靜脈身份認證的作品;整個獲獎作品中，網絡通信方案中都有兩家公司的身影。

　　實際上，近幾年，FPGA也把部分重點定位在DSP的傳統領地，并且28nm等先進制程呼之欲出，DSP的主流制程還是40nm左右。FPGA廠商聲稱，隨著FPGA的成本和功耗的持續降低，FPGA會在DSP固有的應用領域愈發顯出優勢。

　　但TI等DSP公司也在強化其DSP的優勢。不久前，TI多核 DSP業務部全球業務經理Ramesh Kumar向我們介紹了去年底推出的基于KeyStone多內核構架的C667x。稱通過增加多內核導航器以及協處理器，可最大限度提高片上數據流的吞吐量?，F在每個單核可以達到40個GMACs的層加能力，每個內核也可以達到20GLOP運算能力。