AVR架构发明人:与众不同 方能成功

2013-05-13 09:41:28来源: EEWORLD

微处理器架构之间从以前的显著差异到现在变得越来越细微的差别,这是一件非常值得关注的事。

从AVR过渡到ARM是一个漫长的过程,这个趋势要维持多久?下一步又将走向何方?

从上个世纪70年代开始,微控制器就已经快速取代了离散逻辑,并支持更多的功能,例如先行控制,复杂计算,高速通信,以及即使在低成本的微系统上仍然拥有直观的用户界面。

早期的大多数单片机代码使用汇编语言编写,并且这种接近硬件底层的编程已经成为嵌入式设计者的个性特征,因为没有人能够(或者应该)修改他人的代码。

在90年代早期工程师们就已经意识到了单片机系统的更多的功能需求,在8位微处理器中C语言一直扮演着重要角色。最大的问题是单片机不能很好的支持C语言,并且代码量越来越庞大而且集成性不高。

这个时候我们设计了AVR架构,AVR架构为支持C语言而设计,同时将C语言的用途和效率最大化。

由单循环指令,寄存器文件,缓存独立总线,和I/O组成的Risc架构是绝对优于其他任何8位世界的架构,并且可能在20年后仍然如此。

架构的性能尤为重要,但是其他的因素诸如内置高性能,可编程的flash,和EEPROM内存在工程师的眼中也同样重要。

低成本的编程开发工具在程序员社区中颇为获得青睐,从一个几千美元的高额售价到几乎免费对微控制器的推广普及起到了关键性的作用。

与此同时ARM也开始了它的嵌入式应用之旅,ARM与其他处理器有着很大的不同。

首先,其他处理器在内核设计中用的32位冯诺依曼架构计算性能不及Risc,由于其32位的宽总线结构,ARM设备则能够使用小型微处理程序的数据存储外延。

32位的数据单元可以存储4个字节,它是大多数控制程序数据的两倍大。Thumb指令集则是为克服这些编码空间大小问题而专门设计的。

这是一个指令集的子集,它能够在32数值计算不需要的时候以较少的代码量和数据实现应用程序的功能,ARM的如此优越性能让程序员们眼前一亮,ARM能在支持32位应用程序的同时也能支持8/16位应用程序。

其次ARM有一个不同的商业模式,就是通过授权模式,最简单的获得处理器内核,之后二次开发后进行商业化量产。在单片机竞争日益激烈的今天,显然他们的处理器更受采购商们所钟爱,然而众所周知的是来自不同供应商的同样的内核并不意味着能够在一夜之间能够全部更换掉旧有的内核。

ARM的成功有几个关键里程碑,首先它们在如诺基亚(Nokia)的GSM手机的内核设计中取得了成功,这对于微处理器公司来说,意义重大。他打破现有的产业链模式而去卖内核,而且又开创了一条崭新的商业合作模式,这对于其他处理器厂商来说,几乎是不可能的。

另外,由于这种授权商业模式,使ARM的客户非常愿意在其Asics中为ARM内核开发各种实时操作系统、调试器、以及其他应用的开发。

随着几个高端供应商表示开始支持ARM,几年之后ARM也有了低成本处理器开发工具,此时ARM开始在世界上的大部分程序员圈子中流行起来。

在20年后的今天,ARM处理器在嵌入式32位微处理器中占据着主导地位,同时ARM也用其各种内核蚕食了8/16位应用的大半江山。

近几年制造工艺的发展也为8位处理器到32位的迁移做出了非常重要的贡献。

由于片上系统集成了巨大内存,外围设备和功能模块所以导致处理器核心的门数已不再重要,在一个1MB的flash Cortex-3设备上,内核仅仅只占硅成本的几个百分点。

另外一个有趣的现象是可能由于ARM早期在手机上的成功导致了ARM目前正在进军平板市场,同时也预示了一个新的手持电脑时代的到来。这可能是ARM的发展史中最吸引人的一部分,有谁会想到一个小小的基于内核处理器的公司能够挑战这个行业的龙头老大Intel?

所以我由衷地对ARM完成各式各样的高性能内核,一个强大的电子生态系统和一个伟大的市场机器的建造的这项伟业而脱帽致敬。

现在,当大多数公司认为在使用相同的技术时微创新显得尤为重要。

唯有拥有创新的团队的公司才能推陈出新,创造奇迹。勇于冒险,隐忍,坚持,好奇,创新才是一个企业的成功之道。

可是大多数公司都不能做到这点。

 

关键字:架构  发明  发明人  方能

编辑:陈盛锋 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2013/0513/article_9014.html
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