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新技术架起ASIC与基于ARM的控制器之间的桥梁

上网日期: 2011年06月10日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:ASIC? 可编程平台? MCU?

从一个角度看嵌入式世界,范围很广,可以从ASIC到MCU。而ASIC设计是非常昂贵的,并且要花费数年的时间才能完成,但是却有很大的潜力和创新力。单片机方案相比起来非常便宜,只需几个月甚至是几周的时间就可完成,但是他们受第三方芯片限制。然而,尽管他们有所不同,但在技术上看又有很多共同点,他们的最终产品有很多相似点,都主要使用ARM CPU核,包含标准的通信接口,片内整合了大量的模拟功能,支持低功耗工作和快速唤醒。

新技术架起ASIC与基于ARM的控制器之间的桥梁(电子工程专辑)
图1:嵌入式设计SoC和MCU对照图

这个对照图中间的是可编程平台,它的设计不发生在硅级别,但能从功能上提供巨大的灵活性,可以集成到一个器件上。这种类型最明显的例子就是FPGA和CPLD,他们功能强大,容量巨大。然而,这些器件并不能称之为可编程平台,因为他们都是集中在数字领域的。

为了在ASIC和MCU之间架起真正的桥梁,那就需要一个可编程平台,这个平台能够提供模拟和数字功能的灵活性,不需要设计者是这两方面的专家就能做好设计。设计者想要这样的平台,在标准的MCU上加上可编程功能,利用他们现成的工具和系统。那么,理想的系统是这样的,完全适合一种应用,片上提供所有所需的外围器件和接口,性能表现恰如其分,并没有不需要的还要付钱的功能。

要实现这样的灵活性需要一个平台,这个平台可以支持在SoC里实现可定制配置的高性能模拟功能和可编程数字逻辑,而不需要开发人员成为HDL或模拟设计的专家。微控制器有一些工具和模拟功能,但缺少配置性。FPGA有可配置的逻辑,也可以提供比较好的软件,但是他们的缺点仍在于模拟方面和不能真正的低功率运作。

ARM是实际应用中的嵌入式标准

许多年来,ARM构架一直是ASIC设计事实上的标准,在很多高端嵌入式市场占统治地位,英特尔公司一直致力于个人电脑的使用推广(没有反编程克隆的问题)。在几年前,Cortex M系列处理器核发布之后,人们很难找到一个没有ARM核的现代单片机。

这种说法的真实性可以从遍布嵌入式工业的ARM支持者看出。跟SoC IP供应商谈及他们的目标新产品使用的第一个总线体系结构时,结果永远是ARM的AMBA。和实时操作系统(RTOS)公司(那些还没有被半导体公司购买)交谈时,他们会告诉你,支持ARM是他们新产品的最高优先级。

实际上,任何平台希望在可编程部分寻求成功都必须使用ARM CPU。其结果是连续性的。工程师们不害怕变化。但是,他们经常因变化而浪费时间。在SoC的设计中,如果你不提供相同的CPU结构,同样的编译器,同样的IDE和调试器,同样的实时操作系统和相同的中间软件包,就想吸引工程师不用他们的传统的平台转向新的设计, 这是非常困难的。简而言之,软件规则就是没有人愿意离开原来的设计。除了真正的低端产品,他们能够在8位设备上如8051上完成特定的嵌入式功能,任何不是ARM CPU的可编程平台都很快归类于少数领域,成为不占主导地位的架构。


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