x86、ARM争夺嵌入式市场 软件是制胜砝码

2009-07-10 10:14:33来源: 中国电子报

      英特尔正携凌动进军嵌入式市场,与在该市场获得广泛应用的ARM及相关DSP平台展开激烈的市场争夺战。虽然两大嵌入式平台在技术上各有优劣,它们正相互学习,弥补自身的不足。但可以肯定的是,未来,谁赢得更广泛的软件支持,谁将有可能在市场上胜出。

      嵌入式市场展开争夺

      深圳市海关的报关员将在今年八九月期间用上一种手持报关设备。采用这种便携设备,报关员不用再像过去那样通过手写报关,而是利用这个设备输入信息,从而实现无纸化办公。未来,这个设备还可能协助报关员在任何地点随时报关。这款便携设备是深圳市索维亚信息技术有限公司与中国海关合作设计的一款自动报关设备。索维亚是一家独立设计公司(IDH),主要提供嵌入式应用方案。

      与此同时,索维亚还在积极进行通关设备和红外温度传感设备的立项工作。其中,通关设备是一种安装在汽车上的盒子。当汽车通过海关时,该通关设备可以通过Wi-Fi与海关内的基站设备进行互联,实现车辆资料核准、备案以及缴费等工作。未来,索维亚还计划在盒子中加入GPS、媒体播放等功能。而红外温度传感设备在SARS、H1N1等传染病的防控中起到很重要的作用。

      这些设备都选择了凌动Z530作为硬件开发平台。“相较于以前的x86平台,凌动的功耗较低,没有风扇,体积小,温度范围较宽。”索维亚总经理陈应朝谈到了选择凌动处理器的原因,“而且,熟悉x86平台的人很多,软件开发较为容易,可以缩短开发周期。这些产品的开发周期在6个月到9个月之间,这对于民营企业来说非常重要。”

    索维亚是英特尔在嵌入式市场的合作伙伴之一。种种迹象表明,英特尔正高度关注工业、汽车和医疗等嵌入式应用,这一市场将在2011年达到百亿美元。

    而在这个市场上,实际使用量非常庞大的嵌入式开发平台是ARM和相关DSP处理平台。目前,ARM产品一年在全球的出货量就高达40亿个。ARM和相关DSP处理平台以低功耗、小尺寸和某些独特的计算能力著称,广泛用于手机、消费电子、安防、工业仪表、便携式医疗以及车载设备等应用。英特尔在产品技术上的变革以及对上述市场的强力介入,使两者之间不可避免地展开了争夺战。

    两大平台不断融合

    虽然两大平台都有各自突出的特点,但两者都在学习对方先进的地方,弥补自己的不足。

    一方面,英特尔正在努力降低x86产品的功耗。“凌动颠覆了以往x86架构采取的很多模式,把功耗从过去PCCPU的70W~80W,降低到现在的2W。”陈应朝说。他进一步分析说,凌动在设法保持了速度、计算能力和应用等优势的前提下,简化了自己的架构。例如,它将CPU与内存之间的数据交换带宽从过去的256bit降到凌动Z530的128bit。凌动还借鉴手机低功耗外设接口技术,在Z530中加入了3组SDIO接口,不仅改善了外设扩充的性能,还大幅度降低了自身的功耗。而且,未来通过进一步提高集成度,设计单芯片平台,采用下一代工艺节点,例如32nm技术,x86还会持续缩小与ARM或相关DSP平台在功耗上的差距。[page]

      与此同时,英特尔还在设法改善产品的可靠性。有专家认为稳定性出问题与英特尔的BIOS有关;也有专家认为这与x86系统过于庞大,要兼容很多东西有关。但无论是哪种情况,我们看到英特尔正在学习ARM的底层技术,并简化自己的系统,同时更加重视对工业操作系统的支持,来改善产品的可靠性。

    另一方面,ARM和相关DSP平台也在加强对操作系统的支持,并简化设计的难度,减少重复开发的工作。“目前ARM以及相关DSP对操作系统的支持已经不像以前那么单薄了,对WindowsCE和Linux的支持都不错,资源的获取也比较成熟,客户不需要从最底层开始做起。因此,客户遇到的开发障碍不像以前那么大了。”德州仪器(TI)的增值分销商合众达电子技术有限公司的研发部经理段立锋说,“而且,德州仪器和其他厂商,基本上采用了ARM+DSP的模式。这样应用和处理分得比较开,DSP用来处理一些特色应用。不同平台由不同的模块组成。而在外围方面,客户稍微做一些裁剪或增加,就可以做成不同的完整系统。这与嵌入式PC的差距已经不是很大了。”

      与此同时,DSP厂商也在努力降低客户更换平台时所遇到的风险。过去,更换DSP嵌入式平台意味着客户的软件多多少少都要修改。但德州仪器目前已经非常注重这方面的问题了。最近,德州仪器推出的C674x和OMAP-L138处理器,就把产品系列做成有不同主频的DSP,或DSP+ARM的产品,这些产品管脚相互兼容。这样,应用时根据不同的项目选择不同的型号去处理,软件和硬件改动都不是很大,用起来很方便。此外,他们还加强了系统接口和网络接口。新产品提供SATA、uPP、EMAC以及USBPHY等连接选项。

      软件创造最终价值

      两大平台相互学习,似乎将殊途同归。“两者已经有一些融合。”段立锋表示,“有一天,当两者做得差不多了,也许应用的交叉会更多。不同的人会选择不同的方案。”“将来,可能是用英特尔的平台也可以,用ARM的平台也可以。但有一点很重要,硬件只不过是一个躯壳,软件才是产生价值的灵魂。”广州致远电子有限公司周立功说,“你的项目会不会有竞争力,并不取决于你采用的是英特尔还是ARM,我认为取决于你的Designin,也就是你软件的价值,还有你的商业模式、生态环境和创新的功能。在这方面,苹果的成功就是一个例子。”“我相当同意上述的说法,这就是我们说的创新。所谓的创新包括商业模式的创新、产品的创新和应用的创新,这些都非常重要。”陈应朝说,“我们今天都是站在巨人的肩膀上前行,一个idea出来,一个创新出来了,附加值产生了,这个附加值很可能就是软件带来的。”

      因此,反过来说,哪个架构赢得了最多软件厂商的支持,哪个架构将在这场嵌入式市场争夺战中胜出。

      x86、ARM/DSP技术细节各有优劣

      两大嵌入式平台体系关注的工业、医疗领域等嵌入式市场,有着明确的演进趋势。这些市场的产品正在向小型化、便携式、低功耗以及网络互联等方向发展。此外,性能上的持续更新也不可或缺。而针对这些演进趋势,x86和ARM平台各有所长。[page]

      在功耗方面,凌动Z530的功耗在2W左右。但ARM和其他嵌入式平台,例如德州仪器最新的C674x和OMAP-L138处理器,功耗在0.4W左右。显然,x86在功耗上还要进一步改进。

      从两者的尺寸来看,凌动的主板有名片大小,但C674x和OMAP-L138处理器的主板尺寸只有1/2甚至1/3名片大小。

      而在联网性能方面,由于凌动是从PC的CPU传承下来的x86产品,对各种网络技术的支持都很好。ARM或相关DSP平台对网络的支持还要具体问题具体分析。如果客户所开发的设备中有操作系统,那么ARM或相关DSP平台在联网功能上的开发难度不大,因为驱动是现成的,整合起来还算方便。但如果系统中没有操作系统,例如,声音和图像等特定的处理,由于功能简单,不需要操作系统,那么,联网功能的开发就要麻烦多了。

      在性能方面,二者各有引以为豪的技术特色。一方面,传统观点认为,x86产品属于较高性能的产品,ARM的性能属于中低端。凌动Z530的主频是1.6GHz。虽然ARM在去年宣布推出A9,最高主频可以达到2GHz,但今天市场上常被提及的ARM或其他嵌入式平台的高处理速度仍然在1GHz左右。而另一方面,一般认为英特尔做通用平台,适合处理定点化的数据,例如网络、图像以及存储等,而在某些方面的性能会输给DSP。例如,DSP中有并行处理、累加计算,更适合工业和医疗领域中大批量的数据处理,像H.264的压缩、小波变换等。x86平台针对这些数据的处理,难度会比较大。但凌动的拥趸认为,既然ARM可以加上DSP去处理某些应用,凌动也完全可以通过加上相应的DSP来处理特定的应用。

      在软件支持方面,ARM虽然已经支持WindowsCE,但在支持的程度上与凌动还存在一些细微的差别。从一些应用,如网络游戏、银行转账中都能够感到,ARM还需要不断完善软件支持力度。

      除了这些技术细节,由于x86的传承性,熟悉x86的人很多,客户的实际接受度更高。

     


 

关键字:英特尔  DSP  红外温度传感设备  凌动

编辑:金继舒 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mcu/2009/0710/article_1315.html
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北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

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